JPH104225A - 圧電トランス電源 - Google Patents

圧電トランス電源

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JPH104225A
JPH104225A JP8155827A JP15582796A JPH104225A JP H104225 A JPH104225 A JP H104225A JP 8155827 A JP8155827 A JP 8155827A JP 15582796 A JP15582796 A JP 15582796A JP H104225 A JPH104225 A JP H104225A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電トランス電源の信頼性を向上し、小形
化、低背化及び低コスト化を図る。 【解決手段】 圧電トランスは、圧電セラミック矩形板
11の内部に複数の内部電極を有し、これとそれぞれ電
気的に接続する1組の外部の入力電極12a,12bと
出力電極13a,13bを前記矩形板の側面に形成す
る。前記圧電トランスと、各々が絶縁された4つの線状
導体16a〜dと開口部16e〜hを有する可撓性絶縁
シート(FPC)17を、外部凸部15a〜dを有する
樹脂製ケース15の内部に挿入し、前記圧電トランスの
入力電極、出力電極と前記FPCの線状導体を各々一対
一に接続し、前記圧電トランスの外部電極を回路基板1
4と接続する。さらに、前記ケースの外部凸部を前記F
PCの開口部に挿入した後、前記回路基板の開口部14
e〜hに挿入固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランス電
源、特に電力の取り出しに、線状導体等の接続導体を有
する可撓性絶縁シートを用い、一表面からのみ電力を取
り出すことにより、信頼性が高く、小形、低背化を実現
した圧電トランス電源に関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧電振動子矩形板を応用したデバイスと
して圧電トランスが知られている。現在、圧電トランス
に用いる振動子としてセラミックやニオブ酸リチウム単
結晶を用いることが多く、一般的な構造としては、図6
の概略図に示すように、圧電セラミック矩形板(圧電振
動子)11の表面又は側面にそれぞれ電力を入力、出力
できる入力電極12a,12bと出力電極13が形成さ
れて、かつ、電力の取り出しは、圧電セラミック矩形板
11上に形成された入力電極12a,12b、出力電極
13にリード線12c,12d,13cを直接半田付け
するか、又はバネ状の導体64で取り出す方法が一般的
であった。
【0003】また、図7に示すように、可撓性絶縁シー
ト71を用いた場合でも、複数の表面から電力を取り出
すため、信頼性に劣り、構造が複雑であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に圧電トランス
は、信頼性が高く、小形化、低背化、低コスト化の要求
が非常に強いが、従来の圧電トランスの構成では、これ
らの要求を十分に満足できないという欠点があった。
【0005】すなわち、図6,7に示したように、圧電
トランスにリード線等を接続するため、圧電トランスの
小形、低背化を図っても、実装面積、工数が膨大となっ
た。また、圧電トランスの一表面からのみ、リードを取
り出そうとすると、リード線の引き回しが煩雑となり、
信頼性、小形低背化が困難であった。さらに、従来の圧
電トランスの構造のまま、可撓性絶縁シートを用いた場
合は、複数の表面から電力を取り出すため、構造が複雑
になり、信頼性に欠け、それ以上の低背化が不可能であ
った。以上、従来の圧電トランスには、小形化、低背
化、低コスト化の市場要求を十分に満たすことは非常に
困難であるという欠点があった。
【0006】そこで、本発明は、前記従来の技術の欠点
を改良し、圧電トランス電源の信頼性を向上し、また、
小形化、低背化及び低コスト化を図るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、次の圧
電トランス電源が得られる。
【0008】(1)電力を入力するための少なくとも1
組の入力用電極と電力を取り出すための少なくとも1つ
の出力用電極を有する圧電トランスをケースに挿入し、
回路基板上に前記圧電トランスを挿入されたケースと前
記圧電トランスを駆動制御できる回路部品を実装された
圧電トランス電源において、前記ケースは、外部に前記
回路基板の開口部に挿入できる凸部を形成され、内部に
は前記圧電トランスの点状又は線状の振動節点を支持、
固定できる機能を形成された後、前記圧電トランスを前
記ケースに挿入し、さらに、前記ケースに挿入された前
記圧電トランスと前記回路基板の間には、前記入力用電
極及び出力用電極のそれぞれに接続した複数の接続導体
を一面に設けられた可撓性絶縁シートが介在し、該可撓
性絶縁シートは、前記ケースの凸部を挿入できる開口部
を有し、前記入力用電極及び出力用電極と前記接続導体
とが前記圧電トランスの振動子矩形板の一表面で各々一
対一に電気的に接続され、かつ、前記ケースの凸部を前
記可撓性絶縁シートの開口部に挿入した後、前記回路基
板の開口部に挿入固定し、さらに、前記回路基板と前記
接続導体は、電気的に接続されている圧電トランス電
源。
【0009】(2)前記ケースの外部凸部と前記回路基
板の開口部とを接着により固定した前記(1)記載の圧
電トランス電源。
【0010】(3)前記ケースの外部凸部は金属により
形成され、かつ、前記外部凸部を挿入する前記回路基板
の開口部には、周囲に金属箔によりランドを形成し、前
記ケースの外部凸部を前記回路基板の開口部に挿入した
後、半田を溶融することにより固定した前記(1)記載
の圧電トランス電源。
【0011】(4)前記ケースの外部凸部は金属により
形成され、かつ、前記外部凸部を挿入する前記可撓性絶
縁シートの開口部と前記回路基板の開口部は、周囲に金
属箔によりランドを形成し、前記ケースの外部凸部を前
記回路基板の開口部に挿入した後、半田を溶融すること
により固定した前記(1)記載の圧電トランス電源。
【0012】(5)前記ケースの外部凸部と前記可撓性
絶縁シートの開口部の周囲のランドと前記回路基板の開
口部の周囲ランドは、各々電気的に接続されている前記
(4)記載の圧電トランス電源。
【0013】(6)前記圧電トランスは、前記振動子矩
形板の側面から電力を入力するための少なくとも1組の
入力用電極と電力を取り出すための少なくとも1つの出
力用電極を有する前記(1),(2),(3),(4)
又は(5)記載の圧電トランス電源。
【0014】(7)前記圧電トランスは、前記振動子矩
形板の一表面から電力を入力するための少なくとも1組
の入力用電極と電力を取り出すための少なくとも1つの
出力用電極を有する前記(1),(2),(3),
(4)又は(5)記載の圧電トランス電源。
【0015】
【作用】本発明の圧電トランス電源を用いれば、ケース
に挿入した圧電トランスを線状導体等の接続導体を有す
る可撓性絶縁シートを介し、回路基板と接続することに
より、一表面からのみ回路基板と接続することで、信頼
性を十分確保し、部品点数、実装面積を抑えた、小形化
・低背化、低コスト化が図れた圧電トランス電源を提供
することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態については、
実施例の項で説明する。
【0017】
【実施例】以下に本発明の圧電トランスの実施例につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0018】図1(a)と(b)は、本発明の第1実施
例に係る圧電トランスの構成を示す斜視図と断面図であ
る。図1に示すように、圧電トランスは、圧電セラミッ
ク矩形板11の内部に複数の内部電極を有し、この内部
電極とそれぞれ電気的接続を持ちせた1組の外部の入力
電極12a,12bを圧電セラミック矩形板11の両側
面に形成した。さらに、外部の出力電極13a,13b
も圧電セラミック矩形板11の側面に形成した。ここ
で、圧電セラミック矩形板11の寸法は、40mm×6
mm×1.5mmであり、PZT系セラミックを用い、
内部電極は、Ag/Pbを一体焼結し、外部電極は、A
gを焼き付けにて形成した。次に、前記圧電トランスを
挿入され、かつ、振動節点で支持、固定する形状のケー
ス15を樹脂の射出成形により形成した。ここで、15
a〜dは、ケース15の外部凸部である。さらに、各々
が絶縁された4つの線状導体16a〜dと開口部16e
〜hを有する可撓性絶縁シート(FPC)17をケース
15の内部に挿入し、前記圧電トランスの入力電極12
a,12b、出力電極13a,13bと前記可撓性絶縁
シート17の線状導体16a〜dを各々一対一に電気的
に接続し、前記圧電トランスの外部電極を回路基板14
と接続した。さらに、ケース15の外部凸部15a〜d
を開口部16e〜hに挿入した後、回路基板14の開口
部14e〜hに挿入固定した。ここで、18は、回路部
品である。
【0019】下記の表1に一般的構成のリード線を用い
た場合とFPCを用いた場合との圧電トランス電源の特
性比較を示す。このとき、圧電トランスは、一体積層品
(10層)であり、負荷にはφ2mm×200mmの冷
陰極管を用いた。表1に示すように、FPCの場合で
も、従来のリード取り出しと同等の特性が得られてい
る。
【0020】
【表1】
【0021】また、下記の表2に圧電トランス電源のエ
ージング結果を示すが、1000時間後に特性の劣化は
確認できない。
【0022】
【表2】
【0023】本発明の第2実施例は、第1実施例におい
て、ケース15の外部凸部15a〜dと回路基板14の
開口部14e〜hとをエポキシ系の接着剤により接着固
定したものである。
【0024】下記の表3は、第1実施例と第2実施例と
の圧電トランス電源の落下試験結果を示す。良数と破損
数とは、基板の長さ方向では大差がないが、垂直方向で
は改善が図られている。
【0025】
【表3】
【0026】図2は、第3実施例であり、前記圧電トラ
ンスを挿入できる箱状のケース15の外部凸部25a〜
dは、金属により形成され、かつ、該凸部25a〜dを
挿入する回路基板14の開口部24e〜hには、周囲に
金属箔によりランド19を形成し、ケース15の外部凸
部25a〜dを回路基板14の開口部24e〜hに挿入
した後、半田を溶融することにより固定した。
【0027】図3は、第4実施例であり、前記圧電トラ
ンスを挿入できる箱状のケース15の外部凸部35a〜
dは、金属により形成され、かつ、該凸部35a〜dを
挿入する可撓性絶縁シート(FPC)17の開口部36
e〜hと回路基板14の開口部34e〜hに、周囲に金
属箔によりランド19を形成し、ケース15の外部凸部
35a〜dを回路基板14の開口部34e〜hに挿入し
た後、半田を溶融することにより固定した。
【0028】図4は、第5実施例であり、前記圧電トラ
ンスを挿入できる箱状のケース15の外部凸部35a〜
dは、金属により形成され、かつ、該凸部35a〜dを
挿入する可撓性絶縁シート(FPC)17の開口部46
e〜hと回路基板14の開口部e〜hには、周囲に金属
箔によりランド19を形成し、前記ケース15の外部凸
部35a〜dを回路基板14の開口部44e〜hに挿入
した後、半田を溶融することにより固定した。このと
き、各々は、電気的に接続された状態であり、容易に実
装可能であり、信頼性を確保できる。
【0029】図1〜4は、第1〜第5実施例であるのみ
ならず、入出力電極のすべてを前記圧電セラミック矩形
板の側面に形成したときの第6実施例でもある。このと
き、前記入出力電極と接続できる位置に可撓性絶縁シー
ト(FPC)の線状導体を形成し、電気的接続は、半田
付けにて行った。
【0030】また、一般的に圧電トランスを用いたイン
バータの市場要求としては、幅が10mm以下の細長い
形状の要求が強いが、従来のリード線による方法では、
リード線の引き回し等が煩雑になり、信頼性も十分に確
保できなかった。
【0031】図5は、第7実施例であり、入出力電極の
すべてを圧電セラミック矩形板(圧電振動子)11の一
表面(図5においては下面)に形成したものである。こ
のとき、前記入出力電極と接続できる位置に可撓性絶縁
シート(FPC)の線状導体を形成し、電気的接続は、
半田付けにて行った。なお、53a,53bは、出力電
極、54e〜hは、回路基板14に設けられた開口部で
あり、56e〜hは、可撓性絶縁シート(EPC)17
に設けられた開口部である。
【0032】図5に示された第7実施例の構成とするこ
とにより、圧電セラミック矩形板(圧電振動子)の幅と
略同等の寸法でインバータ回路を形成することが可能と
なる。
【0033】このときの寸法は、素子寸法が40mm×
6mm×1.5mmに対して、ケース寸法が43mm×
7.5mm×2.5mmと非常にコンパクトである。ま
た、ケースの一方向からのみ可撓性絶縁シートを取り出
しているため、回路基板への実装が非常に容易である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電トラ
ンス電源を用いれば、リード線等を引き回すことなく、
複数の接続導体を一面に有する可撓性絶縁シートによ
り、圧電振動子の一表面から容易に電気信号を外部の回
路基板と接続できるため、作業時間を大幅に短縮し、さ
らに、容易にケース、圧電トランス、可撓性絶縁シート
及び回路基板が一体化できるため、信頼性を十分高め、
かつ、小形化、低背化及び低コスト化を大幅に向上でき
ることから、実用的効果は非常に大きい。
【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を示
し、(a)は分解斜視図、(b)は(a)におけるA−
A′線による断面図である。
【図2】本発明の第3実施例に係る圧電トランスを示す
分解斜視図である。
【図3】本発明の第4実施例に係る圧電トランスを示す
分解斜視図である。
【図4】本発明の第5実施例に係る圧電トランスを示す
分解斜視図である。
【図5】本発明の第7実施例に係る圧電トランスを示
し、(a)は分解斜視図、(b)は(a)におけるB−
B′線による断面図である。
【図6】従来の第1と第2の圧電トランスの斜視図であ
り、それぞれ(a)と(b)に示す。
【図7】可撓性絶縁シートを用いた従来の第3の圧電ト
ランスを示す斜視図である。
【符号の説明】
11 圧電セラミック矩形板(圧電振動子) 12a,12b 入力電極 13a,13b 出力電極 14 回路基板 14e〜h 開口部 15 ケース 15a〜d 外部凸部 16a〜d 線状導体 16e〜h 開口部 17 可撓性絶縁シート(FPC) 18 回路部品 19 ランド 24e〜h 開口部 25a〜d 外部凸部 34e〜h 開口部 35a〜d 外部凸部 36e〜h 開口部 44e〜h 開口部 46e〜h 開口部 53a,53b 出力電極 54e〜h 開口部 56e〜h 開口部
フロントページの続き (72)発明者 布田 良明 宮城県仙台市太白区郡山六丁目7番1号 株式会社トーキン内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力を入力するための少なくとも1組の
    入力用電極と電力を取り出すための少なくとも1つの出
    力用電極を有する圧電トランスをケースに挿入し、回路
    基板上に前記圧電トランスを挿入されたケースと前記圧
    電トランスを駆動制御できる回路部品を実装された圧電
    トランス電源において、前記ケースは、外部に前記回路
    基板の開口部に挿入できる凸部を形成され、内部には前
    記圧電トランスの点状又は線状の振動節点を支持、固定
    できる機能を形成された後、前記圧電トランスを前記ケ
    ースに挿入し、さらに、前記ケースに挿入された前記圧
    電トランスと前記回路基板の間には、前記入力用電極及
    び出力用電極のそれぞれに接続した複数の接続導体を一
    面に設けられた可撓性絶縁シートが介在し、該可撓性絶
    縁シートは、前記ケースの凸部を挿入できる開口部を有
    し、前記入力用電極及び出力用電極と前記接続導体とが
    前記圧電トランスの振動子矩形板の一表面で各々一対一
    に電気的に接続され、かつ、前記ケースの凸部を前記可
    撓性絶縁シートの開口部に挿入した後、前記回路基板の
    開口部に挿入固定し、さらに、前記回路基板と前記接続
    導体は、電気的に接続されていることを特徴とする圧電
    トランス電源。
  2. 【請求項2】 前記ケースの外部凸部と前記回路基板の
    開口部とを接着により固定したことを特徴とする請求項
    1記載の圧電トランス電源。
  3. 【請求項3】 前記ケースの外部凸部は金属により形成
    され、かつ、前記外部凸部を挿入する前記回路基板の開
    口部には、周囲に金属箔によりランドを形成し、前記ケ
    ースの外部凸部を前記回路基板の開口部に挿入した後、
    半田を溶融することにより固定したことを特徴とする請
    求項1記載の圧電トランス電源。
  4. 【請求項4】 前記ケースの外部凸部は金属により形成
    され、かつ、前記外部凸部を挿入する前記可撓性絶縁シ
    ートの開口部と前記回路基板の開口部は、周囲に金属箔
    によりランドを形成し、前記ケースの外部凸部を前記回
    路基板の開口部に挿入した後、半田を溶融することによ
    り固定したことを特徴とする請求項1記載の圧電トラン
    ス電源。
  5. 【請求項5】 前記ケースの外部凸部と前記可撓性絶縁
    シートの開口部の周囲のランドと前記回路基板の開口部
    の周囲ランドは、各々電気的に接続されていることを特
    徴とする請求項4記載の圧電トランス電源。
  6. 【請求項6】 前記圧電トランスは、前記振動子矩形板
    の側面から電力を入力するための少なくとも1組の入力
    用電極と電力を取り出すための少なくとも1つの出力用
    電極を有することを特徴とする請求項1,2,3,4又
    は5記載の圧電トランス電源。
  7. 【請求項7】 前記圧電トランスは、前記振動子矩形板
    の一表面から電力を入力するための少なくとも1組の入
    力用電極と電力を取り出すための少なくとも1つの出力
    用電極を有することを特徴とする請求項1,2,3,4
    又は5記載の圧電トランス電源。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2216131B (en) * 1988-02-17 1992-08-05 Stephen Norman Humberstone Wallpaper adhesive
JP2010225665A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Toshiba Corp 塗料塗布システム、塗料塗布装置、およびプリント配線板の製造方法

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