JPH09129941A - 圧電トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外装樹脂で被覆することにより、圧電板を外部
と隔離して取り扱いを容易にした良好な特性でかつ安価
な圧電トランスを提供する。 【解決手段】圧電板１は柔軟性のある支持部材２１で基
板１０に支持固定され、圧電板１の入力電極２ａ，２
ｂ、出力電極３は基板１０上に形成された端子電極１２
ａ，１２ｂ，１３にリード線６でそれぞれ接続され、各
端子電極１２ａ，１２ｂ，１３にはそれぞれリード端子
１５が接続されている。そして、圧電板１は支持部材２
１、基板１０及び空洞２４を隔てて外装樹脂２３で被覆
され、外装樹脂２３からは各リード端子１５が引き出さ
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、液晶ディスプレイ
のバックライト用インバータ等に用いられる圧電トラン
スに関し、詳しくは、外装樹脂で被覆された構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の圧電トランスは、例えば図６に
示すように、矩形平板上の圧電性セラミックスからなる
圧電板１の長さ方向の片側半部の両主面に入力電極２
ａ、２ｂが形成され、他方側の長さ方向の端面に出力電
極３が形成され、矢印で示すように、入力側となる入力
電極２ａ、２ｂが形成された部分は厚み方向に分極さ
れ、出力側となる他方側は長さ方向に分極されている。

【０００３】入力電極２ａ、２ｂのノード点に対応する
位置には入力側配線４ａ、４ｂが接続され、出力電極３
には出力側配線５が接続されて構成されている。一方の
入力側配線４ｂは入出力の共通端（アース）となる。

【０００４】そして、入力電極２ａ、２ｂ間に入力側配
線を通じて入力電圧を印加し、圧電効果と逆圧電効果の
作用により、出力電極３に生じた昇圧された出力電圧が
出力側配線５を通じて取り出される。

【０００５】図６に示す圧電トランスは、λ／２モード
と呼ばれる基本（１次）振動モードを用いたものであ
り、その振動は長さ方向の１／２（λ／４）のところで
振動変位がゼロとなるいわゆるノード点となり、両端部
で最大変位となっている。

【０００６】通常、この種の圧電トランスはλ／２の整
数倍の縦振動モードを用いて構成され、２次以上の縦振
動モードを利用した場合は、長さ方向の各λ／２の区間
の中央部にノード点が生じ、両端部及び端部から各λ／
２の位置で最大変位となり、入力電極は長さ方向の一端
部からλ／２の区間に形成される。

【０００７】このような圧電トランスでは、振動をでき
るだけ妨げないように変位が最小となるノード点に対応
する位置で支持するのが望ましく、また、入出力用の電
気的接続もノード点で接続するのが望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、圧電ト
ランスは圧電板全体の振動を利用したものであり、しか
も振動変位は大きく、従来、そのパッケージ方法とし
て、できるだけ振動を抑圧しないようにノード点での支
持を工夫しケース内に収納する等の方法が検討されてい
るが、支持構造が複雑となったり、ケースに収納する場
合は外部端子の引出し部の封止構造が複雑となり、また
部品点数が多くなるなど、実用化には問題があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、振動を抑圧する
ことなく支持され、かつ圧電板を容易に外部と隔離する
ことができ、よって、取り扱い容易にした良好な特性で
かつ安価な圧電トランスを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、入力電極及び出力電極が形
成された圧電板と、前記圧電板を載置するとともに複数
の端子電極が形成された基板と、前記端子電極に接続さ
れた入出力用の外部端子を備え、前記入力電極または出
力電極と前記端子電極が接続部材で接続され、前記圧電
板が柔軟性を有する支持部材で前記基板に支持固定さ
れ、前記圧電板、前記支持部材及び前記基板が外装樹脂
で被覆され、前記圧電板の前記支持部材が取付られた部
分を除く周囲に空洞が形成され、前記外部端子が前記外
装樹脂から引き出されていることを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記柔軟性を有する支持部材が前記圧電板
のノード点に対応する位置に取り付けられていることを
特徴とするものである。

【００１２】上記の構成によれば、基板及びリード端子
の一部は外装樹脂で覆われて固定され、圧電板は柔軟性
のある支持部材で基板に支持固定されるとともに圧電板
の周囲の支持部材以外の部分には空洞が形成されている
ので、安定で確実な支持を得るとともに、圧電板の振動
を抑圧することなく外部と隔離することができる。

【００１３】さらに外装樹脂での被覆構造であり、容易
にかつ安価に製造することができる。

【００１４】また、圧電板をノード点に対応する位置で
基板に支持することにより、さらに振動の抑圧を低減す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施例を示す
図面に基づいて説明する。以下の図において、従来の技
術で説明したものについては同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００１６】本発明の第１実施例に係る圧電トランスの
構造を図１〜図３に示す。図１は外観斜視図であり、図
２は図１の上面図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であ
る。なお、図１及び図２は外装樹脂を省略して示してあ
る。

【００１７】本実施例の圧電トランスは、図１〜図３に
示すように、圧電板１の一方主面全体が柔軟性を有する
支持部材２１により基板１０上に接着され、圧電板１は
支持部材２１、基板１０及び空洞２４を隔てて外装樹脂
２３で被覆されて構成されている。入力電極２ａ，２ｂ
は圧電板１の端面も延設して形成されている。

【００１８】基板１０上の周縁部には端子電極１２ａ，
１２ｂ，１３が形成されており、入力電極２ａ，２ｂ，
出力電極３と端子電極１２ａ，１２ｂ，１３とはそれぞ
れ接続部材としてのリード線６で接続されている。端子
電極１２ａ，１２ｂ，１３にはそれぞれ外部端子として
のリード端子１５がはんだ付けされて接続され、各リー
ド端子１５は外装樹脂２３から引き出されている。入出
力の共通端（アース）となる端子電極１２ｂには２本の
リード端子１５が接続されているが、１本であってもよ
いことは勿論である。

【００１９】本実施例の圧電トランスは基本振動モード
を用いたものであり、リード線６はノード点に対応する
圧電板１の長さ方向の略中央部の端面で入力電極２ａ、
２ｂに取り付けられている。

【００２０】基板１０としては、樹脂プリント基板、ア
ルミナ等のセラミック基板が用いられる。

【００２１】支持部材２１としては、硬化後もゲル状の
状態を保つゲル状のシリコン系接着剤、ゲル状のエポキ
シ系接着剤等の弾性を有する柔軟性のある材料が用いら
れる。

【００２２】外装樹脂２３は、圧電板１を外部と隔離し
外部から加わる衝撃や湿気等から圧電板１を保護するた
めのものであり、エポキシ系樹脂等の機械的強度の強い
材料が用いられ、ディッピング等の方法により形成され
る。

【００２３】空洞２４は、図４に示すように、圧電板１
の支持部材２１が取り付けられた以外の部分にワックス
等の空洞形成剤２２を塗布し、支持部材２１、空洞形成
剤２２及び基板１０を覆うように外装樹脂２３をディッ
プした後、外装樹脂２３を１００〜２００℃の温度で焼
付、硬化させて形成されている。すなわち、空洞形成剤
２２は外装樹脂２３の焼付、硬化の際に融解、昇華して
外装樹脂２３に吸収され、空洞形成剤２２が付着してい
た部分に空洞２４が形成される。

【００２４】この構成においては、基板及びリード端子
の一部は外装樹脂で覆われて固定されており、圧電板は
柔軟性のある支持部材で基板に支持固定されるとともに
圧電板の周囲の支持部材以外の部分には空洞が形成され
ており、安定で確実な支持を得るとともに、圧電板の振
動を抑圧することなく外部と隔離されている。

【００２５】したがって、圧電板が外装樹脂内に収納さ
れた取扱いの容易な部品とすることができるとともに、
昇圧比等の特性の低下が大幅に低減された良好な特性を
得ることができる。

【００２６】また、外装樹脂はディッピング等の簡易な
方法で形成することができ、例えばケース内に収納する
方法、構造に比べ、その材料コスト及び製造コストを大
幅に低減することができる。

【００２７】なお、本実施例では単板の圧電トランスで
図示及び説明しているが、多層圧電板を用い各層の入力
電極を端面で交互に接続した積層構成の圧電トランスで
も同様の構成にできることは勿論である。

【００２８】次に、圧電板をスポンジ上に置いただけの
フリーな状態と上記構成での昇圧比の測定結果を表１に
示す。表１は１７層の積層構成の圧電トランスの基本
（１次）振動モードでの昇圧比を示し、負荷抵抗を１０
ＭΩ、１００ＫΩとした場合の実験結果である。共振周
波数を約１００ｋＨｚで形成し、支持部材として厚み１
ｍｍ〜０．５ｍｍ、針入度が１００程度のゲル状のシリ
コンゴムを用いたものである

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示すように、上記構成の圧電トラン
スは圧電板をスポンジ上に置いただけのものに比べ、そ
の昇圧比の低下はいずれの負荷抵抗においても２ｄＢと
非常に小さな値を示し、振動の抑圧は大幅に低減された
ものとなっている。

【００３１】次に、本発明の第２実施例に係る２次振動
モードを用いた圧電トランスの断面図を図５に示す。

【００３２】本実施例の圧電トランスでは、図５に示す
ように、圧電板１は長さ方向のノード点に対応する２箇
所で支持部材２１により基板１０に支持固定され、圧電
板１と基板１０の間であって支持部材２１を除く部分に
も空洞２４が形成されている。図示しないが、入力側の
リード線は入力電極２ａ，２ｂの長さ方向の略中央部と
なるノード点に対応する位置の端面に接続されている。
上記以外の構成については第１実施例で説明したものと
同様の構成であり、その説明を省略する。

【００３３】この構成においては、支持部材２１は圧電
板１のノード点に対応する位置にのみ設けられており、
かつ空洞２４の部分が多くなっているので、圧電板１の
振動の抑圧はさらに低減され、より大きな昇圧比を得る
ことができる。

【００３４】また、ノード点に対応する位置での支持で
あり、支持部材として、前記ゲル状接着剤のみならず低
硬度のシリコン系、エポキシ系の樹脂接着剤、あるいは
低硬度のシリコンゴムの成型品を用いることもできる。
また、この構成は３次以上の振動モードにも適用するこ
とができる。

【００３５】なお、上記各実施例において、出力電極に
接続される接続部材をフィルム状導体とすれば、さらに
振動の抑圧を低減することができるまた、上記各実施例
では、出力電極を端面に形成したもので説明したが、出
力側端部近傍に帯状に形成するようにしてもよい。２次
以上の振動モードでは出力電極を出力側端部からλ／４
のノード点に対応する位置に帯状に形成すれば、圧電板
の全ての支持及び全ての電気的接続をノード点に対応す
る位置とすることができ、さらに安定な支持を得ること
ができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る圧電
トランスによれば、圧電トランス本体である圧電板は柔
軟性のある支持部材で基板に支持固定されて外装樹脂内
部に収納され、圧電板の周囲の支持部材以外の部分には
空洞が形成されているので、取扱いの容易な部品とする
ことができるとともに、振動の抑圧は大幅に低減され、
昇圧比等の特性低下の小さな良好な特性を得ることがで
きる。

【００３７】さらに外装樹脂での被覆構造であり、容易
にかつ安価に製造することができる。

【００３８】また、圧電板をノード点に対応する位置で
基板に支持することにより、さらに振動の抑圧を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧電トランスの外観
斜視図である。

【図２】図１に示す圧電トランスの上面図である。

【図３】図２に示す圧電トランスのＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例に係る圧電トランスの空洞
形成前の断面図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る圧電トランスの断面
図である。

【図６】一般的な圧電トランスの基本構成を説明する図
である。

【符号の説明】

１ 圧電板 ２ａ，２ｂ 入力電極 ３ 出力電極 ６ リード線 １０ 基板 １２ａ，１２ｂ，１３ 端子電極 １５ リード端子 ２１ 支持部材 ２２ 空洞形成剤 ２３ 外装樹脂 ２４ 空洞

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電極及び出力電極が形成された圧電
   板と、前記圧電板を載置するとともに複数の端子電極が
   形成された基板と、前記端子電極に接続された入出力用
   の外部端子を備え、 前記入力電極または出力電極と前記端子電極が接続部材
   で接続され、前記圧電板が柔軟性を有する支持部材で前
   記基板に支持固定され、前記圧電板、前記支持部材及び
   前記基板が外装樹脂で被覆され、前記圧電板の前記支持
   部材が取付られた部分を除く周囲に空洞が形成され、前
   記外部端子が前記外装樹脂から引き出されていることを
   特徴とする圧電トランス。
2. 【請求項２】 前記柔軟性を有する支持部材が前記圧電
   板のノード点に対応する位置に取り付けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の圧電トランス。