JP2000307167A - 圧電トランス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱よる圧電トランス素子及び電極部の破
損、消失などを防止し、且つ圧電トランス素子が効率良
く、安定した動作を行うことができる圧電トランス装置
を提供することである。 【解決手段】 圧電トランス素子２をその振動最小点に
おいて、熱伝導率の高い支持部材７ａ、７ｂで保持固定
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電等点灯装置に
用いられる圧電トランスの固定構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電トランス装置等に用いられる
圧電トランス素子の固定構造は、圧電トランス自身が振
動子であることより、その振動動作を阻害しない固定方
法が用いられている。

【０００３】例えば、特開平8-298213号に開示された圧
電トランス装置は図１３に示すように、圧電トランス素
子の振動の節となる振動最小点（以下、ノード位置とい
う）においてバネ性を持ったリード端子を接触させ、支
持する構造が採用されている。

【０００４】圧電トランス装置１００は、圧電トランス
素子２００、ケース３００、リード端子４００及び電極
部５００により構成されている。

【０００５】圧電トランス素子２００は、入力された電
気エネルギーを機械振動エネルギーに変換し、さらにそ
れを再び電気エネルギーに変換するものである。ケース
３００は、前記圧電トランス素子２００を収納するもの
である。リード端子４００は、図示しない交流主電源よ
り電流を前記圧電トランス素子２００に供給するための
ものである。電極部５００は、前記圧電トランス素子２
００上に設けられた電極であり、前記リード端子４００
よりの電流供給を受ける役割をもつ。

【０００６】このような圧電トランス装置１００におい
て、図示しない交流主電源より電気エネルギーが供給さ
れると、リード端子４００より電極部５００に入力され
る。そして入力された電気エネルギーが機械振動エネル
ギーに変換され、圧電トランス素子２００が振動動作を
起こす。そして発生した振動機械エネルギーが再び電気
エネルギーに変換され出力端子より電気エネルギーが出
力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術においては、まず圧電トランス素子２００の保持機構
がリード端子４００のみとなっており、圧電トランス素
子２００が不安定であった。また、圧電トランス素子２
００が高出力する場合、圧電トランス素子２００自身の
発熱が大きくなってしまう。さらに、圧電トランス素子
２００の電極部５００とバネ性リード端子４００とを接
触させている場合、両者間に接触抵抗が発生し発熱して
しまう。その結果、圧電トランス素子２００の電極部５
００が非常に高い温度で熱せられ、圧電トランス素子２
００自身の機能が著しく低下したり、場合によっては圧
電トランス素子２００の電極部５００が破損、消失して
しまうという事態も発生してしまうという問題がある。

【０００８】そこで、本発明の目的とするところは、発
熱よる圧電トランス素子及び電極部の破損、消失を防止
し、且つ圧電トランス素子が効率良く、安定した動作を
行うことができることを特徴とした圧電トランス装置を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１記載の発明にあっては、圧電トラ
ンス素子と、前記圧電トランス素子を収納する第１のケ
ースと、前記圧電トランス素子を前記第１のケース内に
固定する高熱伝導性を有する支持部材と、前記圧電トラ
ンス素子への電流供給路である入力線とを備える圧電ト
ランス装置において、前記圧電トランス素子の振動の節
の位置で前記第１のケースとの間に前記支持部材を設
け、振動動作を阻害することなく同時に放熱を行うこと
ができるようにしている。

【００１０】請求項２記載の発明にあっては、前記圧電
トランス素子と前記入力線とを接続固定する位置と、前
記圧電トランス素子の振動の節の位置とを略一致させて
いる。

【００１１】請求項３記載の発明にあっては、前記圧電
トランス素子を、上部に開口部を有する第２のケース内
に予め前記支持部材を介して設置しておき、前記第２の
ケースを前記第１のケース内に設置し、上部の開口部を
介して前記支持部材を前記圧電トランス素子と前記第１
のケースとの間に設置している。

【００１２】請求項４記載の発明にあっては、前記圧電
トランス素子と接続する入力線を第１又は第２のケース
の外側に配置している。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１乃至図３により説明する。

【００１４】図１は、圧電トランス素子２を用いたイン
バータ回路を収納した圧電トランス装置１の概要図であ
る。図２は、図１のＡ、Ｂを結ぶ直線で切り取った場合
の圧電トランス素子２の断面図である。図３は、圧電ト
ランス素子２周辺を示した斜視図である。なお、本実施
の形態で用いた圧電トランス素子２の振動の節であるノ
ード位置１０は一箇所である。

【００１５】本実施形態に係る圧電トランス装置１は、
圧電トランス素子２、第１のケース３、プリント基板
４、入力線５及び支持部材７ａ、７ｂとを備えている。

【００１６】圧電トランス素子２は、入力された電気エ
ネルギーを機械振動エネルギーに変換し、さらにそれを
再び電気エネルギーに変換するものであり、素子自身の
ノード位置１０となる箇所で固定部材７ａ、７ｂにより
接着固定されている。第１のケース３は、圧電トランス
素子２、プリント基板４等を収納するカバーである。プ
リント基板４は、第１のケース２の下部に固定されてい
る。入力線５は、前記圧電トランス素子２の電極部に接
続される電流供給路となっている。支持部材７ａ、７ｂ
は、高粘性且つ高熱伝導性の樹脂材で構成されており、
第１のケース３の上部とプリント基板４とに接着固定さ
れ、圧電トランス素子２を保持している。また、支持部
材７ａ、７ｂの配置箇所を圧電トランス素子２のノード
位置１０にすることにより、圧電トランス素子２の振動
動作を阻害しにくいという効果もある。

【００１７】このような圧電トランス装置１において、
図示しない交流主電源より圧電トランス素子２に電気エ
ネルギーが供給されると、供給された電気エネルギーが
機械振動エネルギーに変換され、圧電トランス素子２が
振動動作を開始する。そして発生した機械振動エネルギ
ーを、出力負荷である放電灯の点灯に適切な電気エネル
ギーへ変換する。この時、圧電トランス素子２で発生し
た熱は、高熱伝導率性を有する支持部材７ａ、７ｂを介
して放熱される。

【００１８】本実施形態によれば、圧電トランス素子２
をノード位置１０となる箇所において支持部材７ａ、７
ｂにより保持することにより、圧電トランス素子２の振
動動作を妨げることのない程度にその位置を安定保持す
ることができ、且つ振動によって生じる熱をスムーズに
放熱させることができるという効果がある。その結果と
して、圧電トランス素子２上に設けた電極の破壊や圧電
トランス素子２の効率低下を抑えることができる。

【００１９】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態を図４により説明する。

【００２０】図４は、圧電トランス素子２を第２のケー
ス６で覆ったインバータ回路を収納した圧電トランス装
置１の断面図である。なお、本実施の形態で用いた圧電
トランス素子２の振動の節であるノード位置１０は一箇
所である。

【００２１】先の第１の実施の形態と異なる点は、圧電
トランス素子２を第２のケース６で覆っていることであ
る。圧電トランス素子２は、下部を支持部材７ｂにより
第２のケース６に支持固定され、上部を第２のケース６
の穴部を通して支持部材７ａにより第１のケース３に支
持固定されている。

【００２２】本実施形態によれば、第１の実施の形態の
効果に加えて、第２のケース６を設けたことにより、圧
電トランス素子２を内部に保持固定した第２のケース６
を一部品として取り扱うことができるので、部品実装が
行ないやすいという効果がある。

【００２３】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態を図５及び図６により説明する。

【００２４】図５は、圧電トランス素子２を用いたイン
バータ回路を収納した圧電トランス装置１の断面図であ
る。図６は、圧電トランス素子２を示した斜視図であ
る。なお、本実施の形態で用いた圧電トランス素子２の
振動の節であるノード位置１０は二箇所である。

【００２５】先の第２の実施の形態と異なる点は、圧電
トランス素子２を二箇所のノード位置１０において、各
々支持部材７ａ、７ｂ及び支持部材８ａ、８ｂで支持固
定していることである。

【００２６】本実施形態によれば、第１及び第２の実施
の形態の効果に加えて、二箇所のノード位置１０におい
て圧電トランス素子２を保持することにより圧電トラン
ス素子２をより安定した状態で動作させることができ、
且つ放熱作用が増すという効果がある。

【００２７】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態を図７及び図８により説明する。

【００２８】図７は、圧電トランス素子２を収納した第
２のケース周辺の断面図である。図８は、圧電トランス
素子２の上面図である。なお、本実施の形態で用いた圧
電トランス素子２の振動の節であるノード位置１０は一
箇所である。

【００２９】先の第２の実施の形態と異なる点は、二本
の入力線５と圧電トランス素子２との接続部分がノード
位置１０上で支持部材７ａ、７ｂにより保持固定されて
いることである。

【００３０】本実施形態によれば、圧電トランス素子２
と入力線５とをノード位置１０上で接続し、且つその接
続部分を支持部材７ａ、７ｂにより保持固定することに
より、圧電トランス素子２の振動による接続部分の半田
剥がれなどの接続不良を防止することができ、さらに圧
電トランス素子２が効率良く振動動作を行い、損失の少
ない電気エネルギーを供給することができるという効果
がある。

【００３１】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態を図９及び図１０により説明する。

【００３２】図９は、圧電トランス素子２を収納した第
２のケース周辺の断面図である。図１０は、圧電トラン
ス素子２の上面図である。なお、本実施の形態で用いた
圧電トランス素子２の振動の節であるノード位置１０は
二箇所である。

【００３３】先の第４の実施の形態と異なる点は、圧電
トランス素子２を保持固定する位置が二箇所となり、そ
のうち支持部材７ａ、７ｂで保持固定する箇所において
二本の入力線５と圧電トランス素子２とがノード位置１
０上で接続されていることである。

【００３４】本実施形態によれば、第３の実施の形態及
び第４の実施の形態の効果を同時に得ることができる。

【００３５】（第６の実施の形態）本発明の第６の実施
の形態を図１１及び図１２により説明する。

【００３６】図１１は、圧電トランス素子２を収納した
第２のケース周辺の断面図である。図１２は、圧電トラ
ンス素子の２の斜視図である。なお、本実施の形態で用
いた圧電トランス素子２の振動の節であるノード位置１
０は一箇所である。

【００３７】先の第４の実施の形態と異なる点は、圧電
トランス素子２への入力線５を圧電トランス素子２上に
は沿わせず、第２のケース６に設けた溝部９ａ、９ｂで
保持していることである。

【００３８】本実施の形態によれば、入力線５が圧電ト
ランス素子２に接触することがないため、圧電トランス
素子２の振動動作の阻害や圧電トランス素子２自体の破
損を防ぐことができるという効果がある。

【００３９】

【発明の効果】このように本発明は、以下のような効果
がある。

【００４０】請求項１記載の発明は、圧電トランス素子
と、前記圧電トランス素子を収納する第１のケースと、
前記圧電トランス素子を前記第１のケース内に固定する
高熱伝導性を有する支持部材と、前記圧電トランス素子
への電流供給路である入力線とを備える圧電トランス装
置において、前記圧電トランス素子の振動の節の位置で
前記第１のケースとの間に前記支持部材を設け、振動動
作を阻害することなく同時に放熱を行うことができるよ
うにしたことにより、圧電トランス素子の振動を阻害す
ることなく、圧電トランス素子の保持及び放熱を行うこ
とができ、電極の破壊や圧電トランス素子の効率低下を
抑えることができるという効果がある。

【００４１】請求項２記載の発明は、前記圧電トランス
素子と前記入力線とを接続固定する位置と、前記圧電ト
ランス素子の振動の節の位置とを略一致させたことで、
接続部分が振動による影響を受けにくくなるため、前記
圧電トランス素子と前記入力線との接続不良を低減する
ことができるという効果がある。

【００４２】請求項３記載の発明は、前記圧電トランス
素子を、上部に開口部を有する第２のケース内に予め前
記支持部材を介して設置しておき、前記第２のケースを
前記第１のケース内に設置し、上部の開口部を介して前
記支持部材を前記圧電トランス素子と前記第１のケース
との間に設置したことにより、圧電トランス素子２を内
部に保持固定した第２のケース６を一部品として取り扱
うことができるので、部品実装が行ないやすいという効
果がある。

【００４３】請求項４記載の発明は、前記圧電トランス
素子と接続する入力線を第１又は第２のケースの外側に
配置したことにより、圧電トランス素子を入力線との接
触による圧電トランス素子の破損や圧電トランス素子の
効率低下を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電トランス装置の第１の実施の形態
を示す斜視図である。

【図２】本発明の圧電トランス装置の第１の実施の形態
を示す断面図である。

【図３】本発明の圧電トランス装置の第１の実施の形態
を示す斜視図である。

【図４】本発明の圧電トランス装置の第２の実施の形態
を示す断面図である。

【図５】本発明の圧電トランス装置の第３の実施の形態
を示す断面図である。

【図６】本発明の圧電トランス装置の第３の実施の形態
を示す斜視図である。

【図７】本発明の圧電トランス装置の第４の実施の形態
を示す断面図である。

【図８】本発明の圧電トランス装置の第４の実施の形態
を示す上面図である。

【図９】本発明の圧電トランス装置の第５の実施の形態
を示す断面図である。

【図１０】本発明の圧電トランス装置の第５の実施の形
態を示す上面図である。

【図１１】本発明の圧電トランス装置の第６の実施の形
態を示す断面図である。

【図１２】本発明の圧電トランス装置の第６の実施の形
態を示す斜視図である。

【図１３】従来の技術を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 圧電トランス装置 ２ 圧電トランス素子 ３ 第１のケース ４ プリント基板 ５ 入力線 ６ 第２のケース ７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ 支持部材 ９ａ、９ｂ 溝部 １０ ノード位置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電トランス素子と、前記圧電トランス
   素子を収納する第１のケースと、前記圧電トランス素子
   を前記第１のケース内に固定する高熱伝導性を有する支
   持部材と、前記圧電トランス素子への電流供給路である
   入力線とを備える圧電トランス装置において、前記圧電
   トランス素子の振動の節の位置で前記第１のケースとの
   間に前記支持部材を設け、振動動作を阻害することなく
   同時に放熱を行うことができるようにしたことを特徴と
   する圧電トランス装置。
2. 【請求項２】 前記圧電トランス素子と前記入力線とを
   接続固定する位置と、前記圧電トランス素子の振動の節
   の位置とを略一致させていることを特徴とする請求項１
   記載の圧電トランス装置。
3. 【請求項３】 前記圧電トランス素子を、上部に開口部
   を有する第２のケース内に予め前記支持部材を介して設
   置しておき、前記第２のケースを前記第１のケース内に
   設置し、上部の開口部を介して前記支持部材を前記圧電
   トランス素子と前記第１のケースとの間に設置したこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の圧電トランス装置。
4. 【請求項４】 前記圧電トランス素子と接続する入力線
   を第１又は第２のケースの外側に配置したことを特徴と
   する請求項１乃至３記載の圧電トランス装置。