JP2005019786A - Structure for supporting piezoelectric transformer - Google Patents

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JP2005019786A
JP2005019786A JP2003184033A JP2003184033A JP2005019786A JP 2005019786 A JP2005019786 A JP 2005019786A JP 2003184033 A JP2003184033 A JP 2003184033A JP 2003184033 A JP2003184033 A JP 2003184033A JP 2005019786 A JP2005019786 A JP 2005019786A
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Japan
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piezoelectric transformer
substrate
support plate
piezoelectric
fixed
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JP2003184033A
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Kenshin Mori
建新 盛
Eiji Sato
栄二 佐藤
Kachiyasu Sato
嘉千安 佐藤
Takeshi Kobayashi
武士 小林
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Toko Inc
Original Assignee
Toko Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure for supporting a piezoelectric transformer, which is superior in impact resistance characteristics and heat radiation characteristics, the degree of restraining vibration is small, and the cost is low. <P>SOLUTION: The piezoelectric transformer 8 is in a rectangular structure having an input electrode formed on the front and rear surfaces of nearly one half in the longitudinal direction and an output electrode formed on an end face at the opposite side. A support plate 1 has a claw 2 for clamping at least two places each on a side in the width direction of the piezoelectric transformer 8 and a locking section for fixing to a substrate to be mounted. The piezoelectric transformer is fixed to the substrate by fixing the locking section to the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電トランスの支持構造に係るもので、特に出力の大きい大型の圧電トランスに適した支持構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2002−368300号公報
【特許文献2】特開2002−111091号公報
【特許文献3】特開2002− 9360号公報
【0003】
圧電磁器の固有振動を利用した機能素子は損失が少ないという特長のほかに、電気機械結合係数が大きい、小型化が可能である、さらに温度係数や経年変化特性にも優れているといった利点を有している。このような機能素子の一種である圧電トランスは弾性体の振動を利用するので、その蓄積エネルギーが電磁型トランスに比較して大きいこと、不燃性で安全性に優れていること、そして磁気シールドが不要となること、などの特長がある。圧電トランスを用いたインバータは冷陰極ランプの電源として広く利用されている。
【0004】
これまでに実用化されている圧電トランスのほとんどは5W以内の中小型圧電トランスである。発熱も少ないので圧電トランスをケースに収容した密封または半密封支持構造が一般的に採用されている。近年、液晶テレビやPCモニタはますます大型化傾向にあり、1個のトランスで多数の外部電極形長尺ランプを同時点灯する技術の開発が進んでいる。その場合、大電力、高放電電圧が要求されるので、大型の圧電トランスの応用が期待されている。例えば、20型液晶テレビに10本の外部電極型蛍光ランプを使う場合、約40Wの電力と13kVppの放電電圧が必要とされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
数十Wの大電力圧電トランスを使う場合、圧電トランスの発熱が顕著となり、従来の密封、半密封支持構造では熱が蓄積され易くなるのでこれらを採用することはできない。構造が簡単で、かつ、耐衝撃特性に優れている支持構造が必要となる。本発明は、耐衝撃特性、放熱特性に優れ、振動を拘束する度合いが少なく、かつ低コストの圧電トランスの支持構造を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支持板の構造を改良することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、圧電トランスが支持板を介して基板に固定される圧電トランスの支持構造において、支持板は圧電トランスの幅方向の側面の少なくとも2箇所ずつを挟持する爪を具えるとともに搭載する基板への固定のための係止部を具え、その係止部が基板に固定されることによって圧電トランスが基板に固定されることに特徴を有するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明による圧電トランスの支持構造は、
(1)圧電セラミック板を挟持するための爪を具え、かつ孔などの基板への固定手段を具えた金属等の支持板、
(2)支持板の孔に通してねじ止めするためのピンを植設するなどした基板
を構成要素とする。必要に応じて金属の支持板と圧電トランスの電極との絶縁を保つために絶縁体を介在させ、この絶縁体を弾性体とすることによって圧電トランスの振動の抑圧を最小限とする。
【0008】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図1が本発明の実施例を示す分解斜視図であるが、その支持板の部分のみを図2に示す。支持板1の長さ方向の両端に4つの爪2が片側2個ずつ形成されている。この例では支持板1は長さ方向の中軸線に沿って両端の爪2が接近するように曲げられる。支持板1の材質はバネ性のある金属板が望ましい。爪2が圧電トランスを支持するためには、両端の爪の間隔が圧電トランスの幅よりも小さくなるように成形しておく必要があり、爪に圧電トランスを嵌め込んだ際に確実に支持できるようにしておく。
【0009】
図1は圧電トランスと支持板の組立て構造を示す斜視図である。支持板1の曲げる部分3のバネ性を利用して圧電トランス8の幅方向の両側面(端面)が4つの爪2に挟まれて固定される。圧電トランス8の入力電極と支持板1の爪2とが接触することになるので、絶縁性を維持するために圧電トランス(圧電セラミック)8と爪2との間に弾性ゴム7を介在させる。図1に示した例では、開口型ゴムチューブ7を圧電トランス8の縁に被せてから支持板1に押し込むようにすればよい。これは、図4に示したように、ゴムチューブを爪に被せる簡単な構造を採用することもできる。
【0010】
支持板1はねじ4を端部に形成された孔の部分に挿通させて基板に固定する。爪2が圧電トランス8を掴む力は支持板1の材料のバネ性およびバネ曲げ角度で調整できる。この力が十分であればそのままで圧電トランスの脱落や移動を防ぐことができる。十分でない場合には、さらに圧電トランス8の入出力方向を押さえる必要がある。図1に示すように、圧電トランス8の入出力部の先端において、基板9に固定された2本の柱5およびそれに被せられるゴムチューブ6が配置される。これによって圧電トランスの全ての方向が支持され、衝撃に十分耐えられる構造となる。柱5は金属ではなくプラスチックねじを使う方がよい。特に出力端は高電圧が発生するので、金属材質は避けた方がよい。
【0011】
図3は、組立て後の状態を示す斜視図で、圧電トランスの電極と基板の配線パターンとが接続されて使用される。この支持構造は上面が開放されているため、従来のケース密封型に比べて放熱特性に優れて熱が蓄積され難い。したがって大型の圧電トランスの発熱を放散させることができる。また、圧電トランスとの接触部分にゴムを介在させたため、振動の抑圧を小さくすることができ、かつ、耐衝撃性も大幅に向上する。支持構造としての部品点数も少なく、コスト提言の面でも有利である。
【0012】
大型圧電トランスとはいえ、材料の機械強度問題もあり、またある程度以上の動作周波数が必要であることから、圧電トランスのサイズには上限がある。液晶パネルがますます大型化しており、1枚の大型単板トランスが電力的に対応できなくなる場合がある。2枚以上の圧電トランスを並列に接続すれば解決できるが、スペースを多く必要とする。インバータユニットの面積を節約するためには重ねて配置できることが望ましい。本発明を応用すれば、図5に示したように2階建て構造にすることができる。この例ではスペーサ11を用いることによって実現している。
【0013】
本発明は上記の例に限られるものではなく、支持板の形状は任意に選択できる。バネ性を有する構造は折り曲げだけに限られず、湾曲させた形状を利用することもできる。また、圧電トランスに接触する部分の絶縁体は樹脂等を用いることもできる。上記の支持構造はほとんどの方形圧電トランスに適用できる。例えば、中央入力、両端出力型の圧電トランスにも同様の支持構造を使えば良い。
【0014】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
(1)開放支持構造を採用したので熱が蓄積されにくくなり、大電力圧電トランスの発熱の問題に対応できる。
(2)圧電トランスとの接触部に弾性体を介在させることができるので、振動の抑圧(拘束)を小さく抑えることができる。
(3)簡単な支持構造で部品点数も少なく、コスト低減が可能である。
(4)各方向での耐衝撃特性が改善できるので、特に質量の大きい大型の圧電トランスの支持が容易となる。
(5)複数の圧電トランスを重ねて支持することができ、スペースの節約も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す分解斜視図
【図2】その部分斜視図
【図3】本発明の実施例を示す斜視図
【図4】本発明の他の実施例を示す部分斜視図
【図5】本発明の実施例を示す斜視図
【符号の説明】
1:支持板
2:爪
4:固定ねじ
5:柱
6、7、10:ゴム
8:圧電トランス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a support structure for a piezoelectric transformer, and particularly to a support structure suitable for a large piezoelectric transformer having a large output.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1] JP 2002-368300 [Patent Document 2] JP 2002-111091 [Patent Document 3] JP 2002 9360 A
Functional elements that use the natural vibrations of piezoelectric ceramics have the advantages of low loss, large electromechanical coupling coefficient, miniaturization, and excellent temperature coefficient and aging characteristics. is doing. Piezoelectric transformers, which are a kind of such functional elements, use the vibrations of elastic bodies, so that their stored energy is larger than electromagnetic transformers, they are nonflammable and excellent in safety, and magnetic shields There are features such as unnecessary. Inverters using piezoelectric transformers are widely used as power sources for cold cathode lamps.
[0004]
Most of the piezoelectric transformers that have been put to practical use so far are medium and small piezoelectric transformers within 5 W. Since there is little heat generation, a sealed or semi-sealed support structure in which a piezoelectric transformer is housed in a case is generally employed. In recent years, liquid crystal televisions and PC monitors have been increasing in size, and development of technology for simultaneously lighting a large number of external electrode type long lamps with a single transformer is progressing. In that case, high power and high discharge voltage are required, so application of a large piezoelectric transformer is expected. For example, when 10 external electrode fluorescent lamps are used in a 20-inch liquid crystal television, about 40 W of power and a discharge voltage of 13 kVpp are required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When a high power piezoelectric transformer of several tens of watts is used, the heat generated by the piezoelectric transformer becomes significant, and heat cannot easily be used in the conventional sealed / semi-sealed support structure. A support structure that is simple in structure and excellent in impact resistance is required. The present invention provides a support structure for a piezoelectric transformer that is excellent in impact resistance and heat dissipation characteristics, has a low degree of restraining vibration, and is low in cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
This invention solves said subject by improving the structure of a support plate. That is, in the piezoelectric transformer support structure in which the piezoelectric transformer is fixed to the substrate via the support plate, the support plate has claws that sandwich at least two portions of the side surface in the width direction of the piezoelectric transformer and is attached to the substrate to be mounted. The piezoelectric transformer is fixed to the substrate by including an engaging portion for fixing and fixing the engaging portion to the substrate.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The support structure of the piezoelectric transformer according to the present invention is as follows:
(1) A support plate made of metal or the like having claws for sandwiching the piezoelectric ceramic plate and having means for fixing to a substrate such as a hole,
(2) A substrate including a pin for screwing through a hole in the support plate is used as a constituent element. If necessary, an insulator is interposed in order to maintain insulation between the metal support plate and the electrode of the piezoelectric transformer, and the insulator is used as an elastic body, so that suppression of vibration of the piezoelectric transformer is minimized.
[0008]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention, and only the support plate portion is shown in FIG. Four pawls 2 are formed on each side of the support plate 1 in the longitudinal direction. In this example, the support plate 1 is bent so that the claws 2 at both ends approach each other along the longitudinal center axis. The material of the support plate 1 is preferably a spring metal plate. In order for the claw 2 to support the piezoelectric transformer, it is necessary to shape the gap between the claws at both ends to be smaller than the width of the piezoelectric transformer, and it can be reliably supported when the piezoelectric transformer is fitted into the claw. Keep it like that.
[0009]
FIG. 1 is a perspective view showing an assembly structure of a piezoelectric transformer and a support plate. The both sides (end surfaces) in the width direction of the piezoelectric transformer 8 are sandwiched and fixed by the four claws 2 by utilizing the spring property of the bent portion 3 of the support plate 1. Since the input electrode of the piezoelectric transformer 8 and the claw 2 of the support plate 1 are in contact with each other, an elastic rubber 7 is interposed between the piezoelectric transformer (piezoelectric ceramic) 8 and the claw 2 in order to maintain insulation. In the example shown in FIG. 1, the opening type rubber tube 7 may be pushed into the support plate 1 after covering the edge of the piezoelectric transformer 8. As shown in FIG. 4, a simple structure in which the rubber tube is put on the nail can be adopted.
[0010]
The support plate 1 is fixed to the substrate by inserting a screw 4 through a hole formed at the end. The force with which the claw 2 grips the piezoelectric transformer 8 can be adjusted by the spring property and spring bending angle of the material of the support plate 1. If this force is sufficient, it is possible to prevent the piezoelectric transformer from dropping or moving. If it is not sufficient, it is necessary to further suppress the input / output direction of the piezoelectric transformer 8. As shown in FIG. 1, two pillars 5 fixed to a substrate 9 and a rubber tube 6 covering the pillars 5 are disposed at the tip of the input / output unit of the piezoelectric transformer 8. As a result, all directions of the piezoelectric transformer are supported, and a structure capable of sufficiently withstanding an impact is obtained. It is better to use plastic screws for the pillars 5 instead of metal. In particular, a high voltage is generated at the output end, so it is better to avoid metal materials.
[0011]
FIG. 3 is a perspective view showing a state after assembly, in which the electrodes of the piezoelectric transformer and the wiring pattern of the substrate are connected. Since this support structure has an open upper surface, it has superior heat dissipation characteristics compared to the conventional case-sealed type, and it is difficult for heat to accumulate. Therefore, the heat generated by the large piezoelectric transformer can be dissipated. Further, since rubber is interposed in the contact portion with the piezoelectric transformer, vibration suppression can be reduced and the impact resistance is greatly improved. The number of parts as a support structure is small, which is advantageous in terms of cost proposals.
[0012]
Although it is a large piezoelectric transformer, there is a problem of mechanical strength of the material, and since an operating frequency of a certain level or more is necessary, the size of the piezoelectric transformer has an upper limit. The liquid crystal panel is becoming larger and larger, and one large single plate transformer may not be able to handle power. This can be solved by connecting two or more piezoelectric transformers in parallel, but requires a lot of space. In order to save the area of the inverter unit, it is desirable that the inverter unit can be arranged in an overlapping manner. If the present invention is applied, a two-story structure can be obtained as shown in FIG. This example is realized by using the spacer 11.
[0013]
The present invention is not limited to the above example, and the shape of the support plate can be arbitrarily selected. The structure having the spring property is not limited to bending, and a curved shape can also be used. In addition, a resin or the like may be used for the insulator in contact with the piezoelectric transformer. The above support structure can be applied to most rectangular piezoelectric transformers. For example, a similar support structure may be used for a central input, both-end output type piezoelectric transformer.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since an open support structure is adopted, heat is less likely to be accumulated, and the problem of heat generation of a high-power piezoelectric transformer can be addressed.
(2) Since an elastic body can be interposed in the contact portion with the piezoelectric transformer, vibration suppression (restraint) can be kept small.
(3) With a simple support structure, the number of parts is small, and the cost can be reduced.
(4) Since the impact resistance in each direction can be improved, it becomes easy to support a large piezoelectric transformer having a particularly large mass.
(5) A plurality of piezoelectric transformers can be stacked and supported, and space can be saved.
[Brief description of the drawings]
1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial perspective view thereof. FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial perspective view showing another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
1: Support plate 2: Claw 4: Fixing screw 5: Pillars 6, 7, 10: Rubber 8: Piezoelectric transformer

Claims (4)

長方形の圧電トランスが支持板を介して基板に固定される圧電トランスの支持構造において、
支持板は圧電トランスの幅方向の側面の少なくとも2箇所ずつを挟持する爪を具えるとともに搭載する基板への固定のための係止部を具え、
その係止部が基板に固定されることによって圧電トランスが基板に固定されることを特徴とする圧電トランスの支持構造。
In a piezoelectric transformer support structure in which a rectangular piezoelectric transformer is fixed to a substrate via a support plate,
The support plate includes a claw for sandwiching at least two portions of the side surface in the width direction of the piezoelectric transformer and a locking portion for fixing to the board to be mounted.
A piezoelectric transformer supporting structure, wherein the piezoelectric transformer is fixed to the substrate by fixing the engaging portion to the substrate.
爪と圧電トランスとの間に絶縁性の弾性体が配置された請求項1記載の圧電トランスの支持構造。2. The piezoelectric transformer support structure according to claim 1, wherein an insulating elastic body is disposed between the claw and the piezoelectric transformer. 圧電トランスの長さ方向の端面が絶縁性の弾性体が被覆されたピンによって押さえられて固定される請求項1記載の圧電トランスの支持構造。2. The support structure for a piezoelectric transformer according to claim 1, wherein an end face in the length direction of the piezoelectric transformer is fixed by being pressed by a pin covered with an insulating elastic body. 複数の長方形の圧電トランスが支持板を介して基板に固定される圧電トランスの支持構造において、
支持板はそれぞれ圧電トランスの幅方向の側面の少なくとも2箇所ずつを挟持する爪を具えるとともに搭載する基板への固定のための係止部を具え、
それらの係止部がスペーサを介して重ねられて基板に固定されることによって圧電トランスが重ねられた状態で基板に固定されることを特徴とする圧電トランスの支持構造。
In a piezoelectric transformer support structure in which a plurality of rectangular piezoelectric transformers are fixed to a substrate via a support plate,
Each of the support plates includes a claw for sandwiching at least two portions of the side surface in the width direction of the piezoelectric transformer, and includes a locking portion for fixing to the board to be mounted,
A support structure for a piezoelectric transformer, wherein the engaging portions are overlapped via a spacer and fixed to the substrate, whereby the piezoelectric transformer is fixed to the substrate in an overlapped state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111919334A (en) * 2018-03-30 2020-11-10 原田工业株式会社 Vehicle antenna apparatus

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