JPH0992902A - 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小形で良好な特性の安
価な圧電トランスを提供する。 【解決手段】入力電極２、２及び出力電極３が形成され
た圧電板１の一方主面側に弾性を有する支持部材１１が
取り付けられ、圧電板１は支持部材１１及び空洞１４を
隔てて外装樹脂１３で被覆され、入力電極２、２、出力
電極３に接続されたリード線６、リード端子等の外部端
子は外装樹脂１３で支持、固定され外部に引き出されて
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、外装樹脂で被覆する構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の圧電トランスは、例えば図７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、
２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
２、２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２、２のノード点に対応する位置
には入力側配線４、４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４は入出力の共通端（アース）となる。

【０００４】そして、入力電極２、２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。各配線４、５として
は、リード線、リード端子等の外部端子が用いられ、入
力電極２及び出力電極３にはんだ等により接続される。

【０００５】この圧電トランスは、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、支持方法が複雑であったりケースを用いる等のた
め、コスト、大きさなど、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
ことなく容易に圧電板を外部と隔離することができ、よ
って、取り扱い容易にした小形で良好な特性の安価な圧
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、前記入力電極または出力電極に接続
された入出力用の外部端子を備え、前記圧電板の全面が
弾性を有する支持部材で覆われ、前記支持部材が外装樹
脂で被覆され、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、入力電極及び出力
電極が形成された圧電板と、前記入力電極または出力電
極に接続された入出力用の外部端子を備え、前記圧電板
の一部に弾性を有する支持部材が取り付けられ、前記圧
電板が空洞及び前記支持部材を隔てて外装樹脂で被覆さ
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。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
圧電トランスにおいて、前記圧電板のノード点に対応す
る位置に弾性を有する支持部材が取り付けられているこ
とを特徴とするものである。

【００１３】上記の構成によれば、振動体である圧電板
は弾性を有する支持部材または弾性を有する支持部材と
空洞を隔てて外装樹脂で被覆されており、圧電板の振動
を抑圧することなく外部と隔離され、かつ安価に製造す
ることができる。

【００１４】

【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。

【００１５】本発明の第１実施例に係る圧電トランスの
構造を図１及び図２に示す。図１は外観斜視図であり、
図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【００１６】本実施例の圧電トランスは、図１及び図２
に示すように、圧電板１の入力電極２、２及び出力電極
３にそれぞれ外部端子としてリード線６がはんだ付けさ
れて接続され、圧電板１の全面が弾性を有する支持部材
１１で覆われ、支持部材１１が外装樹脂１３で被覆さ
れ、リード線６は外装樹脂１３で支持、固定されるとと
もに外部に引き出されて構成されている。つまり、振動
体である圧電板１は弾性を有する支持部材１１を介して
外装樹脂１３内に収納された構成となっている。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、入力電極２、２に接続されるリード線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に取り付けら
れている。

【００１７】支持部材１１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
シ系接着剤等の圧電板１の振動を抑圧しない材料が用い
られている。

【００１８】外装樹脂１３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
材料が用いられている。支持部材１１及び外装樹脂１３
はディッピング等の方法により形成される。

【００１９】この構成においては、圧電板は外装樹脂で
被覆されて外部から隔離されているので、取扱いの容易
な部品とすることができるとともに、圧電板を覆う支持
部材は振動を抑圧しない材料が用いられているので、振
動の抑圧は低減され昇圧比等の特性の低下を大幅に低減
されている。

【００２０】また、支持部材及び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。

【００２１】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３に示す。

【００２２】本実施例の圧電トランスでは、圧電板１の
一方主面側に圧電板１の四方端面からはみ出すように弾
性を有する支持部材１１が接着され、圧電板１は支持部
材１１及び空洞１４を隔てて外装樹脂１３で被覆されて
構成されている。図示しないが、各リード線６は外装樹
脂１３で固定され外部に引き出されている。つまり、圧
電板１は支持部材１１で外装樹脂１３に支持固定され、
圧電板１と外装樹脂１３の間であって支持部材１１を除
く部分には空洞１４が形成された構造となっている。本
実施例では２次振動モードを用いているので、各リード
線６は入力電極２、２の略中央部となるノード点に対応
する位置で接続されている。

【００２３】支持部材１１は、第１実施例と同様にゲル
状の接着剤が用いられ、離型剤を介してある程度の厚み
で塗布または流入された前記接着剤の上に圧電板１を載
置する、あるいは圧電板１の上にディスペンサ等で塗布
することにより、圧電板１に取り付けられる。

【００２４】空洞１４は、図４に示すように、圧電板１
の支持部材１１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１２を塗布し、支持部材１１及び空洞形
成剤１２を覆うように外装樹脂１３をディップした後、
外装樹脂１３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１２は外装
樹脂１３の焼付、硬化の際に融解、昇華して外装樹脂１
３に吸収され、空洞形成剤１２が付着していた部分に空
洞１４が形成される。

【００２５】この構成においては、支持部材１１が取り
付けられた以外の部分に空洞が形成されているので、さ
らに振動の抑圧が小さくなり、第１実施例に示した構造
よりも、より大きな昇圧比を得ることができる。

【００２６】なお、上記各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。

【００２７】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各構成での昇圧比の測定結果を表１
及び表２に示す。表１は単板構成の圧電トランス、表２
は５層構成の圧電トランスでの昇圧比を示し、１次モー
ド及び２次モードで負荷抵抗を１１ＭΩ、１００ＫΩと
した場合の実験結果である。針入度が１００程度のゲル
状のシリコンゴムを用いて支持部材を形成したものであ
る

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表１及び表２に示すように、最も昇圧比が
低下する１次モードにおけるゲル状シリコンゴム／外装
樹脂の場合（第１実施例の構成）でも、昇圧比の低下は
１１ｄＢであり、実用上使用できるレベルとなってい
る。空洞が形成された第２実施例の構成では、その昇圧
比の最大の低下は４ｄＢであり、第１実施例の構成のも
の比べ振動の抑圧が大幅に低減されていることが分か
る。

【００３１】次に、本発明の第３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、圧電板１の
長さ方向のノード点に対応する２箇所であって、それぞ
れの位置に圧電板１の全周に亘って弾性を有する支持部
材１１が塗布、接着され、圧電板１は支持部材１１及び
空洞１４を隔てて外装樹脂１３で被覆されて構成されて
いる。図示しないが、各リード線６は外装樹脂１３で固
定され外部に引き出されている。つまり、圧電板１はノ
ード点近傍で支持部材１１により外装樹脂１３に支持固
定されるとともに、圧電板１と外装樹脂１３の間であっ
て支持部材１１を除く部分には空洞１４が形成された構
造となっている。空洞１４は第２実施例で説明した方法
により形成されている。

【００３３】この構成においては、支持部材１１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、
かつ空洞１４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。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またはエポキシ系の樹脂接着剤また
はリング状に成形された低硬度のシリコンゴムを用いる
こともできる。

【００３４】上記各実施例では、入出力の外部端子とし
てリード線を用い、出力電極は端面に形成されたもので
説明したがこれに限るものではない。

【００３５】図６は本発明の第４実施例に係る圧電トラ
ンスの外観斜視図である。この圧電トランスは、３次振
動モードを用いたものであり、長さ３λ／２の圧電板１
の長さ方向の一方端部からλ／２の区間に入力電極２、
２が形成され、他方端部からλ／４のノード点に対応す
る位置に帯状の出力電極３が全周に亘って形成されてい
る。外部端子はリード線６とリード端子７を接続したも
のが用いられ、各リード線６の接続部となる入力電極
２、２の中央部、出力電極３形成部は弾性を有する支持
部材１１で覆われ、各リード端子７は外装樹脂１３で固
定され外部に引き出されている。

【００３６】なお、圧電板１の長さ方向の中央部のノー
ド点に対応する位置に支持部材を取り付けるようにして
もよい。また、外部端子はリード端子のみであってもよ
く、この場合は、振動が抑圧されないように圧電板に接
続される側の幅を細くしたり、はんだ付けしやすいよう
に先端部に曲げ加工等が施される。

【００３７】この構成においては、出力側の外部端子も
ノード点で接続することができ、全ての支持及び電気的
接続をノード点に対応する位置で行うことができ、より
安定な支持と電気的接続を得ることができ、安定な特性
を得ることができる。また、リード端子が外部に引き出
されており、実装基板への挿入実装が可能となる。

【００３８】図６に示す構成は、２次以上の振動モード
に適用することができる。また、１次振動モードにおい
ても、出力電極を図６に示すように出力側端部近傍に帯
状に形成することができる。

【００３９】

【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弾
性を有する支持部材または弾性を有する支持部材と空洞
を隔てて外装樹脂で被覆されているので、取り扱いの容
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
を実現することができる。

【００４０】さらに、部品点数も少なく、かつ支持部材
及び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、小形かつ安価に製造することができる。

【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Ｘ−Ｘ線断面図であ
る。

【図３】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４】本発明の第２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３実施例に係る圧電トランスの断面
図である。

【図６】本発明の第４実施例に係る圧電トランスの外観
斜視図である。

【図７】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 ２ 入力電極 ３ 出力電極 ６ リード線 ７ リード端子 １１ 支持部材 １２ 空洞形成剤 １３ 外装樹脂 １４ 空洞

Claims (3)

【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、前記入力電極または出力電極に接続された入出力
   用の外部端子を備え、 前記圧電板の全面が弾性を有する支持部材で覆われ、前
   記支持部材が外装樹脂で被覆され、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】 入力電極及び出力電極が形成された圧電
   板と、前記入力電極または出力電極に接続された入出力
   用の外部端子を備え、 前記圧電板の一部に弾性を有する支持部材が取り付けら
   れ、前記圧電板が空洞及び前記支持部材を隔てて外装樹
   脂で被覆され、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。
3. 【請求項３】 前記圧電板のノード点に対応する位置に
   弾性を有する支持部材が取り付けられていることを特徴
   とする請求項２に記載の圧電トランス。