JP2001135874A - 圧電トランス素子のケーシング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動時の静粛性に優れ、且つ振動を抑制する
ことのない圧電トランス素子のケーシング構造の提供。 【解決手段】 圧電トランス素子１のケーシング構造で
あって、当該素子１の１次側及び２次側の端面を除く４
面のうち互いに対向する何れかの２面（図２（ａ）の上
下方向となる幅方向の２面）が、支持部材５ａ，５ｂの
４つの内周面のうち当該２面に接触する２つの接触面Ｐ
ａ，Ｐｂにおいてそれぞれ固定されると共に、支持部材
５ａ，５ｂの４つの外周面のうち当該固定された２つの
接触面と対向しない２つの外周面（図２（ｂ）の上下方
向となる厚さ方向の２面）が、それら外周面がケース１
１に当接する２つの当接面Ｑａ，Ｑｂにおいてそれぞれ
固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランス素子
のケーシング構造に関し、例えば、冷陰極管の点灯駆動
用の電源等に用いて好適な圧電トランス素子のケーシン
グ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば、携帯型のパーソナルコン
ピュータやデスクトップタイプのパーソナルコンピュー
タにおいては、その表示装置として液晶表示パネルが広
く用いられている。この液晶表示パネルの内部には、一
般に、液晶表示パネルを背照するバックライトとして冷
陰極管が備えられている。この冷陰極管を点灯させるた
めには、一般に、略１ｋＶ以上の高電圧が必要であり、
発光を維持するためには数百Ｖ程度の電圧を印加するこ
とが必要である。

【０００３】上記のようなコンピュータ等の製品におい
ては、バックライト点灯用の昇圧モジュールに対しても
小型化、省電力化への要請が高く、このような要請に応
えるべく、その昇圧モジュールの内部に圧電トランス素
子が広く採用されつつある。

【０００４】このような圧電トランス素子の２次領域側
には、例えば上記の冷陰極管を駆動可能な程度の高電圧
が発生するため、安全への配慮からケースに収納して実
装することによって周囲と隔離されるのが一般的であ
る。

【０００５】圧電トランス素子のケースへの収納方法と
して、例えば特開平６−３４２９４５号には、圧電トラ
ンス素子の１次側及び２次側の振動の節の位置（例え
ば、長さＬの素子をλ（１波長）モードで駆動させる場
合は当該素子の端面からからそれぞれＬ／４の位置）に
ゴムバンド等の帯状の弾性素材を接着すると共に、それ
ら弾性素材の外周面とケース内側の壁面とを接着するこ
とにより収納する方法が提案されている。

【０００６】図６は、λモードで駆動させる圧電トラン
ス素子を従来方法でケース内に収納した状態を示す図で
あり、上記の従来例にて提案されている収納方法の一般
的な応用例である。また、図７は、図６（ｂ）に示す収
納状態の圧電トランス素子とケース（当該ケースに固定
された蓋を含む）との固定箇所を拡大して示した図であ
る。

【０００７】同図において、図６（ａ）は、振動の節と
なる２ヶ所の位置に支持部材５ａ及び５ｂが予め固定さ
れた圧電トランス素子１を、ケース１１内に収納した様
子を表しており、１次側の入力端子２及び３、並びに２
次側の出力端子４は、リード線１５を介してケース１１
の端子１２乃至１４に接続されている。また、図６
（ｂ）は、図６（ａ）に示すケース１１に蓋１６が取り
付けられた状態を長手方向に切断した様子を示す。

【０００８】このような密閉状態の圧電トランスにおい
ては、一般に、圧電トランス素子１と支持部材５ａ及び
５ｂの内周面とが接触する幅方向のＭａ１及びＭｂ１、
Ｍａ２及びＭｂ２において接着剤によりそれぞれ固定さ
れると共に、その圧電トランス素子に固定された支持部
材５ａ及び５ｂの外周面と蓋１６とがＮａ及びＮｂにお
いて接着剤によりそれぞれ固定される（当該ケース１１
の底面と当該支持部材の外周面との当接面を固定する場
合もある）。

【０００９】上記のような従来の収納方法によって圧電
トランス素子をケースに収納するときには、駆動時の振
動を阻害することなく如何に強固にケース内に収納する
かが課題となるが、上記の収納方法は、特開昭５２−９
８４９３３号の従来技術にも説明されているように、圧
電トランス素子の駆動時の振動を抑制するという問題が
ある。

【００１０】また、圧電トランス素子を利用した昇圧モ
ジュールを上記の如くコンピュータ等の製品のバックラ
イトの駆動用に利用する場合には、そのバックライトの
明るさを調整する調光機能と、携帯型の製品に特に要求
される省電力機能とが求められる。

【００１１】これらの機能を実現する従来の方法として
は、所謂バースト調光なる制御方法が知られている。こ
のバースト調光は、圧電トランス素子を駆動する数十Ｋ
から数百ＫＨｚ程度の共振周波数を、その周波数より低
い数十から数百Ｈｚ程度の周波数で適宜オン・オフさせ
ることにより、バックライト駆動時の見かけの明るさを
調節可能とすると共に、そのオン・オフ動作によって消
費電力を低減させるという技術である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のバースト調光
は、要求される機能を比較的簡単な回路構成で実現でき
る優れた制御方法である。しかしながら、圧電トランス
素子自体の共振駆動は、数十Ｋから数百ＫＨｚ程度の周
波数であり、人間の可聴域の範囲外であるのに対して、
駆動をオン・オフさせる周波数は、人間の可聴範囲に含
まれる数十から数百Ｈｚ程度の周波数である。このた
め、圧電トランス素子を用いてバックライトをバースト
調光した場合には、人間にとって不快な音が発生し、商
品性の観点からは問題となる。この場合、上記の如く圧
電トランス素子を１次側及び２次側の振動の節の位置で
拘束するとより大きな音が発生する。この不快音は、本
願出願人による実験によれば、４ｋＨｚ程度の”ブー
ン”という音と、１３ｋＨｚ程度の”キーン”という音
によって構成されており、当該節の位置において最も大
きな測定結果を得た。

【００１３】このような現象が起きる理由として、駆動
状態（振動状態）の圧電トランス素子においては、振動
の節となる位置が不快音の腹となっており、そのような
状態の圧電トランス素子を、図６に示す如く振動の節と
なる２ヶ所の位置で拘束することになるため、その振動
の伝搬路の長さが図７に示すように短く、結果として、
ケース（ケース１１に固定された蓋１６）に伝搬した振
動によって不快音が増幅されるためと考えられる。

【００１４】そこで本発明は、駆動時の静粛性に優れ、
且つ振動を抑制することのない圧電トランス素子のケー
シング構造の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る圧電トランス素子のケーシング構造
は、以下の構成を特徴とする。

【００１６】即ち、外部より駆動されたときに振動の節
となる複数箇所に、弾性素材からなるリング状の支持部
材がそれぞれ配置された圧電トランス素子が、それら各
支持部材の４つの外周面が当接可能な大きさを有するケ
ース内に、該複数箇所の支持部材を介して保持された圧
電トランス素子のケーシング構造であって、前記圧電ト
ランス素子の１次側及び２次側の端面を除く４面のうち
互いに対向する何れかの２面が、前記複数箇所の支持部
材の４つの内周面のうち該２面に接触する２つの接触面
においてそれぞれ固定されると共に、前記複数箇所の支
持部材の４つの外周面のうち前記固定された２つの接触
面と対向しない２つの外周面が、それら外周面が前記ケ
ースに当接する２つの当接面において固定されているこ
とを特徴とする。

【００１７】上記の構造において、例えば前記圧電トラ
ンス素子の短手方向の形状をなす４面は、幅方向をなす
２面と、その２面より長さが短い高さ方向をなす２面と
からなる場合においては、前記圧電トランス素子と前記
複数箇所の支持部材とが固定される前記２つの接触面
は、前記圧電トランス素子の幅方向の２面であり、前記
複数箇所の支持部材と前記ケースとが固定される前記２
つの当接面は、前記圧電トランス素子の高さ方向の２面
であると良い。

【００１８】また、上記の構造において、例えば前記圧
電トランス素子は、λモードで駆動される圧電トランス
素子である場合において、その圧電トランス素子が駆動
されたときに振動の節となる２ヶ所の位置に配置された
支持部材のうち、何れか一方の支持部材は、前記２つの
当接面において前記ケースに固定されていない構造とし
ても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧電トランス
素子のケーシング構造を、圧電トランス素子をλ（１波
長）モードで駆動する場合に適用した一実施形態とし
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】［第１の実施形態］図１は、第１の実施形
態において、一般的な構造の圧電トランス素子に支持部
材を配置した状態を示す図であり、同図に示す平面図
（ａ）及び側面図（ｂ）には、一例として、単板タイプ
の圧電トランス素子１のλモードにおける振動の節とな
る２ヶ所の位置に、それぞれ支持部材が配置されたとき
の外形形状を示している。

【００２１】単板タイプの圧電トランス素子１は、その
素子の表面に設けられた外部電極として、入力電圧を印
加する入力電極２，３と、出力電圧を取り出す出力電極
４とが設けられている。

【００２２】また、支持部材５ａ，５ｂは、シリコンゴ
ム等の一般的な弾性素材からなり、圧電トランス素子１
を駆動したときに振動の節となる２箇所の位置、即ち、
長さＬの圧電トランス素子１の両端面からそれぞれＬ／
４の位置において、それら支持部材の４つの内周面のう
ち互いに対向する何れかの２面が、圧電トランス素子１
との接触面において、シリコン接着剤等の接着剤により
それぞれ固定されている（詳細は後述する）。

【００２３】図２は、第１の実施形態における保持方法
により、図１に示す支持部材が固定された圧電トランス
素子をケース内に収納した状態を示す図であり、図２
（ａ）は、当該ケースに密閉用の蓋を取り付けていない
状態における平面図を表し、図２（ｂ）は、当該ケース
に密閉用の蓋を取り付けた実装状態における圧電トラン
ス素子１の短手方向の中心位置における断面図である
が、説明の都合上、図２（ａ）及び図２（ｂ）の何れの
図においても支持部材の接着部分は透視した様子で表現
している。

【００２４】同図において、１１は、支持部材５ａ，５
ｂが固定された圧電トランス素子１が収納される合成樹
脂素材、或いはプラスティック等の素材からなる密閉式
のケースであり、その１次側の端面には、リード線１５
を介して入力電極２，３と接続される端子１２，１３が
設けられ、２次側の端面には、リード線１５を介して出
力電極４と接続される端子１４が設けられている。ま
た、１６は、圧電トランス素子１が収納された状態のケ
ース１１の外縁部に接着された蓋を表わす。

【００２５】ケース１１（当該ケースに接着された蓋１
６を含む）の内壁は、圧電トランス素子１に固定された
支持部材５ａ，５ｂの４つの外周面が当接可能な大きさ
を有している。

【００２６】ここで、本実施形態における圧電トランス
素子１と支持部材５ａ，５ｂとの固定位置（接着位置）
について説明する。本実施形態では、圧電トランス素子
１と支持部材５ａ，５ｂとを、駆動の節となる２箇所の
位置に固定するに際して、図２（ａ）及び図２（ｂ）に
示すように、圧電トランス素子１の１次側及び２次側の
端面を除く４面のうち互いに対向する何れかの２面（本
実施形態では、図２（ａ）の上下方向となる幅方向の２
面）が、支持部材５ａ，５ｂの４つの内周面のうち当該
２面に接触する２つの接触面（固定位置）Ｐａ，Ｐｂに
おいてそれぞれ接着剤によって固定されており、他の２
面（本実施形態では、図２（ｂ）の上下方向となる厚さ
方向の２面）においては固定されていない。

【００２７】次に、上記の如く支持部材５ａ，５ｂが固
定された圧電トランス素子１とケース１１との固定位置
（接着位置）について説明する。本実施形態では、支持
部材５ａ，５ｂが固定された圧電トランス素子１とケー
ス１１との当接面を固定するに際して、図２（ａ）及び
図２（ｂ）に示すように、支持部材５ａ，５ｂの４つの
外周面のうち、圧電トランス素子１と支持部材５ａ，５
ｂの内周面とが固定された上記の２つの接触面と対向し
ない２つの外周面（本実施形態では、図２（ｂ）の上下
方向となる厚さ方向の２面）が、それら外周面がケース
１１に当接する２つの当接面（固定位置）Ｑａ，Ｑｂに
おいて接着剤によって固定されており、他の２つの外周
面（本実施形態では、図２（ａ）の上下方向となる幅方
向の２面）においては固定されていない。

【００２８】次に、上述した如くケース１１内に保持さ
れた圧電トランス素子１の振動時（駆動時）の挙動につ
いて説明する。

【００２９】図３は、第１の実施形態における保持方法
によって支持部材を介して保持された圧電トランス素子
の振動時の挙動を示す図であり、説明の便宜上、蓋１６
の表現が省略されている。また、図３（ａ）及び図３
（ｂ）においても、説明の都合上、支持部材の接着部分
は透視した様子で表現している。

【００３０】上述した保持方法を採用すれば、圧電トラ
ンス素子１が駆動されることによって振動しても、図３
（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、支持部材５ａ，５
ｂが柔軟に伸縮することができるため、圧電トランス素
子１の振動が抑制されることを防止できる。また、本実
施形態では、ケース１１の内壁と支持部材５ａ，５ｂの
外周面と固定位置（当接面Ｑａ，Ｑｂ）と、それら支持
部材の内周面と圧電トランス素子１との固定位置（接触
面Ｐａ，Ｐｂ）との長さ（即ち、圧電トランス素子１が
発生させた振動の伝搬路の長さ）を、図６及び図７を参
照して説明した従来の一般的な固定方法と比較してかな
り長くすることができるため、ケース１１への振動の伝
搬を少なくすることができ、これにより、発生する不快
音も小さくすることができる。

【００３１】このように、圧電トランス素子１を上述し
た如くケース１１に収納することにより、その収納状態
の圧電トランス素子１を駆動するに際して、静粛性に優
れ、且つ振動を抑制することなく駆動することができ
る。

【００３２】尚、上述した実施形態においては、圧電ト
ランス素子をλモードにて駆動する場合を例に説明した
が、共振モードはこれに限られるものではなく、３／２
λモード等の他のモードであっても良く、その場合は、
駆動したときに振動の節となる複数箇所を接着剤にてケ
ースの内壁に接着すれば良い。

【００３３】［第２の実施形態］次に、上述した第１の
実施形態に係るケーシング構造を基本とする第２の実施
形態を説明する。以下の説明においては、第１の実施形
態と同様な構成については重複する説明を省略し、本実
施形態における特徴的な部分を中心に説明する。

【００３４】本実施形態では、上述した第１の実施形態
における収納方法と、本願出願人が先行する特願平１１
−１８０７１２号（本願出願時において未公開である）
において提案している収納方法とを組み合わせることに
より、より静粛性に優れ、且つ振動を抑制することなく
圧電トランス素子を駆動することができるケーシング構
造について説明する。

【００３５】はじめに、本願出願人が先に提案している
収納方法について概説する。この収納方法は、弾性素材
からなる支持部材を、圧電トランス素子を駆動したとき
に振動の節となる複数箇所にそれぞれ固定すると共に、
それら支持部材が固定された圧電トランス素子を、該固
定された各支持部材の外周面が当接可能な大きさを有す
るケース内に固定するに際して、それら複数箇所のうち
何れか１ヶ所の支持部材だけを、接着剤にて当該ケース
の内壁に接着するという技術である。特に、この収納方
法を、λモードにおける振動の節となる２ヶ所の位置に
適用する場合には、２次側の支持部材だけをケースに接
着することにより、１次側の支持部材だけをケース１１
に接着するときと比較してバースト調光を行った際に発
生する不快音を小さくすることができる。

【００３６】そこで、本実施形態では、係る収納方法
を、第１の実施形態に係るケーシング構造に適用するこ
とにより、より静粛性に優れ、且つ振動を抑制すること
なく圧電トランス素子を駆動することを目的とする。

【００３７】図４は、第２の実施形態における保持方法
により、図１に示す支持部材が固定された圧電トランス
素子をケース内に収納した状態を示す図であり、図４
（ａ）は、当該ケースに密閉用の蓋を取り付けていない
状態における平面図を表し、図４（ｂ）は、当該ケース
に密閉用の蓋を取り付けた実装状態における圧電トラン
ス素子１の短手方向の中心位置における断面図である。

【００３８】同図において、第１の実施形態における図
２（ａ）及び図２（ｂ）と異なるのは、１次側の節とな
る位置において、ケース１１の内壁と支持部材５ａの外
周面とが固定されていない点のみであり、それ以外の２
次側の固定位置（当接面Ｑｂ）と、圧電トランス素子１
と支持部材５ａ，５ｂの内周面との固定位置（接触面Ｐ
ａ，Ｐｂ）とは、第１の実施形態と同様に接着剤で固定
されている。

【００３９】次に、上述した如くケース１１内に保持さ
れた圧電トランス素子１の振動時（駆動時）の挙動につ
いて説明する。

【００４０】図５は、第２の実施形態における保持方法
によって支持部材を介して保持された圧電トランス素子
の振動時の挙動を示す図であり、説明の便宜上、蓋１６
の表現が省略されている。また、図５（ａ）及び図５
（ｂ）においても、説明の都合上、支持部材の接着部分
は透視した様子で表現している。

【００４１】上述した保持方法を採用すれば、圧電トラ
ンス素子１が駆動されることによって振動すると、図５
（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、その振動に応じて
１次側の支持部材５ａが矢印で示す如く左右にシフトす
ることができると共に、２次側の固定された支持部材５
ｂは柔軟に伸縮することができるため、圧電トランス素
子１の振動が抑制されることをより確実に防止できる。
また、ケース１１の内壁と支持部材５ｂの外周面と固定
位置（当接面）Ｑｂと、その支持部材の内周面と圧電ト
ランス素子１との固定位置（接触面）Ｐｂとの長さ（即
ち、圧電トランス素子１が発生させた振動の伝搬路の長
さ）を、図６及び図７を参照して説明した従来の一般的
な固定方法と比較してかなり長くすることができ、更
に、本実施形態においては１次側の支持部材５ａとケー
ス１１とは固定されていないので、第１の実施形態と比
較してケース１１への振動の伝搬をより少なくすること
ができ、これにより、発生する不快音も小さくすること
ができる。

【００４２】ここで、図６を参照して説明した従来のケ
ーシング構造と第２の実施形態に係るケーシング構造と
に関する本願出願人による騒音値の比較実験によれば、
ある冷陰極管（バックライト）を５０％調光で点灯させ
たときの騒音量を、市販の騒音計のＡ特性（人間の可聴
周波数特性に近い測定モード）にて、暗騒音が２５ｄ
Ｂ、当該騒音計のマイクと実験サンプルとの距離が１０
ｍｍの測定条件においてそれぞれ２０個のサンプルにつ
いて測定したところ、測定値の平均値において、約２０
ｄＢ（２０％）の騒音量の低下が実現した。

【００４３】尚、上述した第２の実施形態においては、
１次側の支持部材５ａとケース１１との当接面の密着を
防止すべく、その当節面にタルク粉末等を塗布しても良
い。

【００４４】また、上述した各実施形態においては、一
例として単板タイプの圧電トランス素子を用いたが、こ
れに限られるものではなく、積層構造の圧電トランス素
子にも採用することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動時の静粛性に優れ、且つ振動を抑制することのない
圧電トランス素子のケーシング構造の提供が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態において、一般的な構造の圧電
トランス素子に支持部材を配置した状態を示す図であ
る。

【図２】第１の実施形態における保持方法により、図１
に示す支持部材が固定された圧電トランス素子をケース
内に収納した状態を示す図である。

【図３】第１の実施形態における保持方法によって支持
部材を介して保持された圧電トランス素子の振動時の挙
動を示す図である。

【図４】第２の実施形態における保持方法により、図１
に示す支持部材が固定された圧電トランス素子をケース
内に収納した状態を示す図である。

【図５】第２の実施形態における保持方法によって支持
部材を介して保持された圧電トランス素子の振動時の挙
動を示す図である。

【図６】λモードで駆動させる圧電トランス素子を従来
方法でケース内に収納した状態を示す図である。

【図７】図６（ｂ）に示す収納状態の圧電トランス素子
とケース（当該ケースに固定された蓋を含む）との固定
箇所を拡大して示した図である。

【符号の説明】

１：圧電トランス素子， ２，３：入力電極， ４：出力電極， ５ａ，５ｂ：支持部材， １１：ケース， １２〜１４：端子， １５：リード線， １６：蓋， Ｍａ１，Ｍａ２，Ｍｂ１，Ｍｂ２，Ｎａ，Ｎｂ，Ｐａ，
Ｐｂ，Ｑａ，Ｑｂ：接着剤による固定箇所，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より駆動されたときに振動の節とな
   る複数箇所に、弾性素材からなるリング状の支持部材が
   それぞれ配置された圧電トランス素子が、それら各支持
   部材の４つの外周面が当接可能な大きさを有するケース
   内に、該複数箇所の支持部材を介して保持された圧電ト
   ランス素子のケーシング構造であって、 前記圧電トランス素子の１次側及び２次側の端面を除く
   ４面のうち互いに対向する何れかの２面が、前記複数箇
   所の支持部材の４つの内周面のうち該２面に接触する２
   つの接触面においてそれぞれ固定されると共に、 前記複数箇所の支持部材の４つの外周面のうち前記固定
   された２つの接触面と対向しない２つの外周面が、それ
   ら外周面が前記ケースに当接する２つの当接面において
   固定されていることを特徴とする圧電トランス素子のケ
   ーシング構造。
2. 【請求項２】 前記圧電トランス素子の短手方向の形状
   をなす４面は、幅方向をなす２面と、その２面より長さ
   が短い高さ方向をなす２面とからなり、 前記圧電トランス素子と前記複数箇所の支持部材とが固
   定される前記２つの接触面は、前記圧電トランス素子の
   幅方向の２面であり、 前記複数箇所の支持部材と前記ケースとが固定される前
   記２つの当接面は、前記圧電トランス素子の高さ方向の
   ２面であることを特徴とする請求項１記載の圧電トラン
   ス素子のケーシング構造。
3. 【請求項３】 前記圧電トランス素子は、λモードで駆
   動される圧電トランス素子であって、その圧電トランス
   素子が駆動されたときに振動の節となる２ヶ所の位置に
   配置された支持部材のうち、何れか一方の支持部材は、
   前記２つの当接面において前記ケースに固定されていな
   いことを特徴とする請求項１記載の圧電トランス素子の
   ケーシング構造。