JP5065638B2 - 圧電トランス及びその実装方法 - Google Patents

Description

本発明は例えば、液晶ディスプレイのバックライトに用いられる冷陰極管や複写機、レーザプリンタ、空気清浄機等の高圧電源に利用される圧電トランス及びその実装方法に関する。

この種の圧電トランスに関する先行技術として、平板状の圧電体を樹脂ケース内に収容し、この樹脂ケースから突き出たピン端子を用いて回路基板に実装可能な構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術では、底面側に開口した箱形のケースに圧電体（圧電トランス本体）が縦置きに収容されており、ケースには底面側に延びる３つのピン端子が付属している。ピン端子は、圧電体の一次電極、二次電極にそれぞれ金糸線を介して接続された構造となっている。

先行技術の圧電トランスによれば、圧電体をケースに収容することで部品をパッケージ化した状態で取り扱うことができ、また、実装時にはケースから突き出たピン端子を回路基板のスルーホールに差し込んで実装することができる。
特開２００６−１０８３３２号公報

圧電トランスは、圧電体の機械的な振動を利用して変圧を行っているため、圧電体の数箇所を同時に基板に固定することはできない。この点、先行技術のように圧電体（圧電トランス本体）をケースに収容した状態でピン端子と一次電極、二次電極を金糸線で接続する構造であれば、圧電体をケースに収容したままで回路基板に実装することができる。このため先行技術は、部品の取り扱いや回路基板への実装作業性に優れるという利点があり、圧電トランスの構造や実装方法として一つの好ましい例であるといえる。

その一方で圧電トランスには、実装作業性の改善とともに、その実装高さや実装容積を低減することも要求される。しかしながら、上記のように圧電体をむき出しのまま回路基板に直接固定することは技術的に困難であり（複数箇所で固定すると破壊したり、電圧変換効率が悪化したりする）、単純に先行技術のケースを省略して実装高さを減らすという考え方は依然として実現性に乏しい。

そこで本発明は、圧電体を損傷することなく実装高さや実装容積を低減することができる圧電トランス及びその実装方法を提供することを課題としたものである。

本発明の圧電トランスの実装方法は、電圧を入力するための一次電極及び変圧された電圧を出力するための二次電極がそれぞれ外面に形成された圧電体を、その外面が回路基板の実装面に沿う状態に配置し、この状態で一次電極及び二次電極をそれぞれ回路基板の実装面に形成された入力回路及び出力回路に導体を介して接続させるステップを有する。そして本発明の実装方法では、少なくとも一次電極及び二次電極に対応する部位で圧電体と回路基板とを絶縁テープで相互に結束することにより、導体による一次電極及び二次電極に対する入力回路及び出力回路の接続状態を保持するとともに、少なくとも二次電極と導体との間には導電性を有した弾性体を介在させた状態で回路基板に実装することにより、一次電極を通じて圧電体に周期的な電圧を入力する一方、この電圧の入力により発生した圧電体の機械的な振動を電圧に変換して二次電極から電圧を出力させる圧電トランスとして構成することができる。

上記の実装方法を実現するため、本発明の圧電トランスは以下の構造を有する。すなわち、圧電体には、これが有する厚み方向で対をなす２つの外面にそれぞれ一次電極が形成されている。２つの一次電極は、これらを通じて圧電体に周期的な電圧を入力し、これによって圧電体に機械的な振動を発生させる入力電極となる。これら一次電極とは別に、圧電体の外面には二次電極が形成されている。二次電極は、一次電極からの電圧の入力により発生した振動を電圧に変換して出力するためものものである。

圧電体が取り付けられる回路基板には、２つの一次電極にそれぞれ接続される入力回路及び二次電極に接続される出力回路が形成されている。このうち入力回路は、２つの一次電極に対応して２つ（又は２箇所）に分かれて形成されている。

回路基板には、その実装面に導体が設けられている。この導体は、回路基板の実装面に沿って圧電体が配置された状態で一次電極及び二次電極をそれぞれ入力回路及び出力回路に接続させるものである。圧電体が回路基板の実装面に沿って配置された状態で、その周囲には絶縁テープ等の保持部材が巻き付けられている。保持部材は、少なくとも一次電極及び二次電極に対応する部位で圧電体と回路基板とを相互に結束するとともに、導体による一次電極及び二次電極に対する入力回路及び出力回路の接続状態を保持する機能を有する。

本発明の構造では、圧電体と回路基板とを絶縁テープ等の保持部材で結束するだけの簡易な作業により圧電トランスを実装することができる。また保持部材は、圧電体と回路基板とを結束するだけでなく、このとき一次電極、二次電極に対して導体を圧着させることができる。

ただし、圧電体は機械振動を利用して電圧を変換するため、圧着部分には弾性体が介在して設けられている。弾性体は導電性を有しており、圧電体が結束された状態で、少なくとも導体と二次電極との間に介在して設けられる。このような弾性体は、導体と二次電極との間を電気的に接続させることができる。

このように、本発明では絶縁テープ等の保持部材だけで圧電体を実装することができるため、圧電体をケースに収容した状態で実装する必要がない。また、保持部材を巻き付けることで導体と各電極との接続が保持されるので、導体を半田づけする必要がない。

なお、従来から絶縁テープの使用法として公知の技術は、電線の被覆や結束、仮止め等に留まるものであり、回路基板に対して何らかの電子部品を実装する技術について、技術者がこれを容易に転用できるものではない。すなわち、一般に電子部品の実装は、電子部品を回路基板に対して確実に固定し、その電気的な接続関係（例えば配線パターンと端子との接続）を半永久化する目的で行われるものである。したがって、一般的な実装技術では半田づけや硬化剤等が多く用いられているのであり、そこに絶縁テープのような柔軟な材料を取り入れるという発想は通常あり得ない。

しかしながら、圧電トランスは圧電体の機械的な振動を利用して電圧変換を行うものであるため、本来的に圧電体を回路基板に対して固定することができないという事情がある。このため、上述した先行技術のように圧電体を一旦ケースに収容しておき、このケースごと回路基板に半田づけすることが従来から行われてきたのである。

そこで本発明の発明者等は、上記のような圧電トランスの特殊性に着目し、従来あり得なかった独自の着想に至ったものである。すなわち、圧電トランスの実装に際して、回路基板に圧電体を直接的に固定することができないのであれば、わざわざ圧電体をケースに収容した上でケースを回路基板に固定するという考え方に拘泥するのではなく、はじめから圧電体を拘束しない状態で回路基板にそのまま実装すればよい。それには導電性を有した弾性体を用いることはもとより、最終的な圧電体の保持を絶縁テープのような柔軟な材料で行うこととすればよい。このような背景の下に、発明者等の独自の着想から得られたのが本発明の圧電トランス及びその実装方法である。

また本発明の圧電トランスは、上記とは別の態様で圧電体を位置付ける構成であってもよい。別の態様では、保持部材が圧電体と回路基板に巻き付けられているのではなく、少なくとも一次電極及び二次電極に対応する部位で圧電体の外面及び回路基板の実装面をともに覆う状態で貼り付けられている。この場合も同様に、保持部材は、圧電体を回路基板に保持させるとともに、導体による一次電極及び二次電極に対する入力回路及び出力回路の接続状態を保持することができる。

このように、本発明では圧電体と回路基板とを保持部材で結束するか、もしくは保持部材で両者をつなぎ合わせるだけで実装作業が完了する。このため、極めて実装作業が容易であり、それだけ作業コストを低く抑えることができる。また、圧電体の実装後は、保持部材の保持力で導体と各電極との電気的な接続が確保されるため、その他の部品が必要でなく、極めて簡易な実装構造を実現することができる。

以上のように、本発明によれば、圧電トランスの実装作業を容易かつ低コストで行うことができる。また、圧電体と回路基板とを結束したり、両者をつなぎ合わせたりしても、少なくとも二次電極と導体との間に弾性体が介在しているため、圧電体の機械的な振動が阻害されることはない。しかも弾性体は導電性を有するため、二次電極から出力される電圧を確実に取り出すことができる。また、圧電体の振動は弾性体に吸収されるため、圧電体や保持部材に機械的な損傷が生じることはない。

また本発明では、圧電体をケース等に収容することなく、むき出しのまま回路基板に取り付けた状態であっても、その振動が阻害されず、破壊のおそれもない。したがって、圧電トランスとしての実装高さや実装容積を大幅に低減することができるし、部品点数の削減による製造コストの低下が図られる。

さらに、一次電極及び二次電極と導体との電気的な接続は単純な圧着により実現することができる。このため、圧電トランスの実装に際して半田付け作業が必要なくなり、それだけ製造コストを削減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。圧電トランスは圧電セラミックス２を備えている。圧電セラミックス２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス（ＰＺＴ）等の圧電体を分極して得られたものである。圧電セラミックス２の形状については特に限定しないが、ここでは一例として直方体形状（平板状）を挙げることができる。

図１中、圧電セラミックス２の長手方向の寸法（長さ）をＬ、幅方向の寸法（幅）をＷ、厚み方向の寸法（厚み）をＴとしてそれぞれ規定する。このとき、圧電セラミックス２の外面のうち厚み方向で対になる両面（図１には片面のみ示されている）には、それぞれ一次電極４が形成されている。図１には片面の一次電極４だけが示されているが、この反対側の面（下面）にも同様の一次電極４が形成されている。

また圧電セラミックス２の外面には、厚み方向で対になる一方の面（図中の上面）において長手方向の他端部に二次電極６が形成されている。一次電極４及び二次電極６は、圧電セラミックス２の外面に例えば金属ペーストを用いたスクリーン印刷により形成されている。

圧電トランスは、圧電セラミックス２を回路基板８に実装した状態で構成される。圧電セラミックス２は、回路基板８の実装面上に平置きにした格好、つまり、その厚み方向で対になる２つの外面（最も広い外面）の一方を実装面に向き合わせた状態で実装されている。このため圧電セラミックス２は、その実装高さが極力低く抑えられている。

また、回路基板８の実装面には３つの配線パターン２０，２１，２２が形成されている。このうち、２つの配線パターン２０，２１は、両面の一次電極４に接続されるものであり、もう１つの配線パターン２２は二次電極６に接続されるものである。２つの配線パターン２０，２１のうち、一方の配線パターン２１は、実装面上で圧電セラミックス２の側方から折れ曲がり、その下面に回り込むようにして延びている。

また配線パターン２１，２２には、それぞれ導体板３０が接続されている。これら導体板３０は、例えば金属薄板や金属箔等の比較的柔軟な部材から構成されている。図１に示されるように回路基板８を下位に配置し、その上に圧電セラミックス２を載置するようにして実装した場合、各導体板３０は、回路基板８の実装面から上方へ剥離した状態で圧電セラミックス２の上面まで延びている。このとき、圧電セラミックス２の上面に位置する一次電極４及び二次電極６は、導体板３０を介して配線パターン２１，２２にそれぞれ接続されている。

ここで、第１実施形態では各導体板３０と一次電極４及び二次電極６とが直接的に半田づけ等されておらず、これらは導電性接着剤１４を用いて接着されている。導電性接着剤１４は、導電性を有したペースト状の接着剤であるため、塗布された後は導電性を有した弾性体として機能する。なお、ここでは導電性接着剤１４に代えて導電性ゴム１５を用いてもよい。導電性ゴム１５もまた、公知のように導電性を有したゴム材料である。これら導電性接着剤１４及び導電性ゴム１５は、いずれも導電性を有した弾性体の例である。

そして第１実施形態では、圧電セラミックス２及び回路基板８の周囲に絶縁テープ１０を巻き付けることで圧電セラミックス２の実装が行われている。絶縁テープ１０は、絶縁体からなる基材層と、この基材層の一方の面に形成された粘着層とを有するものであればよい。このような絶縁テープ１０には、例えば公知のカプトンテープ等を用いることができる。

絶縁テープ１０は、圧電セラミックス２の一次電極４及び二次電極６に対応する部位に巻かれている。このため絶縁テープ１０は、各導体板３０を一次電極４及び二次電極６に圧着し、その電気的な接続状態を保持する保持部材としての機能を有している。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う圧電トランスの垂直断面図である。図２の断面には、圧電セラミックス２の一次電極４の部位における圧電トランスの構造が示されている。なお、構造的な理解を容易にするため、ここでは絶縁テープ１０を単なる実線（太線）で示している。また、図では絶縁テープ１０が圧電セラミックス２等の外面から離れた状態で示しているが、実際には絶縁テープ１０は圧電セラミックス２等の外面に粘着している。

上記のように、回路基板８の実装面と背向する外面（上面）に位置する方の一次電極４と配線パターン２１との間は導体板３０で接続されており、また、一次電極４と導体板３０との間には導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が介在して設けられている。この状態で、絶縁テープ１０は一次電極４に対応する部位で圧電セラミックス２及び回路基板８をともに結束するようにして巻き付けられており、これにより圧電セラミックス２が回路基板８に保持されている。

また、圧電セラミックス２の下面に位置する方の一次電極４は、対応する配線パターン２０に接続（圧着）されている。したがって、ここでは導体板３０を介することなく、配線パターン２０が一次電極４に接続された導体として機能する。また配線パターン２０と一次電極４とは、導電性接着剤１４により接着されている。これにより、配線パターン２０と一次電極４との電気的な接続が確保されている。なお、ここでも同様に、導電性接着剤１４に代えて導電性ゴム１５を配置することもできる。

次に図３は、図１中のIII−III線に沿う圧電トランスの垂直断面図である。図３の断面には、圧電セラミックス２の二次電極６の部位における圧電トランスの構造が示されている。第１実施形態では、圧電セラミックス２が回路基板８に実装された状態で、二次電極６は回路基板８の実装面に背向する外面（上面）に位置している。一次電極４の場合と同様に、二次電極６と配線パターン２２との間もまた導体板３０で接続されており、また、二次電極６と導体板３０との間には導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が介在して設けられている。この状態で、絶縁テープ１０は二次電極６に対応する部位で圧電セラミックス２及び回路基板８をともに結束するようにして巻き付けられており、これにより圧電セラミックス２が回路基板８に保持されている。

一方、回路基板８に向き合う圧電セラミックス２の外面、つまり、その下面側では、圧電セラミックス２が単純な接着剤１７で回路基板８に接着されている。ここで用いる接着剤１７は、特に導電性を有している必要はないが、圧電セラミックス２の振動による変位を吸収できるだけの弾性（柔軟性）を有している。また、この位置で回路基板８には特に配線パターンが形成されていない。ここでは接着剤１７に代えて、単純なゴム（導電性を有しないもの）を用いてもよい。

上述した第１実施形態では、絶縁テープ１０の粘着力で回路基板８に圧電セラミックス２を保持するとともに、配線パターン２０，２１，２２に対する一次電極４及び二次電極６の接続がなされている。ただし、圧電トランスの作動時に圧電セラミックス２は長手方向に伸縮振動するため、上記のように一次電極４と配線パターン２０との間、一次電極４と導体板３０との間、そして二次電極６と導体板３０との間には、それぞれ導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が介在して設けられている。導電性接着剤１４及び導電性ゴム１５は、一次電極４と配線パターン２０との間、一次電極４と導体板３０との間、そして二次電極６と導体板３０との間の電気的な接続関係を保つほか、圧電セラミックス２の振動に伴う変位を吸収する役割を担う。つまり、圧電セラミックス２の伸縮振動に伴い、導体板３０や回路基板８に対して一次電極４、二次電極６が変位したとしても、その変位は導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５の弾性変形（この場合はせん断変形）により吸収されるので、導体板３０と一次電極４、二次電極６、又は一次電極４と配線パターン２０とが擦れ合うことはない。なお、圧電セラミックス２の二次電極６に対応する部位の下面と回路基板８との間では、接着剤１７又はゴムにより圧電セラミックス２の振動が吸収される。

ここで、一次電極４に対して導体板３０が接続されている位置は、例えば圧電セラミックス２の長手方向でみて、その一端から４分の１長さ（Ｌ／４）だけ離れた位置に設定されている。この位置は、圧電セラミックス２の振動におけるノード点（節）に相当する。図１、図２の例では導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５を介在させているが、第１実施形態では、導体板３０と一次電極４との接続位置で圧電セラミックス２の振幅は０と考えられることから、ここに導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５は必須ではなく、一次電極４と配線パターン２０との間、そして導体板３０と一次電極４との間に導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が介在していなくてもよい。

図４は、圧電トランスの電気的な構成を概略的に示した回路図である。図１には示されていないが、回路基板８には入力電圧発生器１８、入力回路２００及び出力回路２２０が形成されている。このうち入力回路２００は２つの一次電極４に接続されており、また出力回路２２０は二次電極６に接続されている。なお入力回路２００及び出力回路２２０の一部は、それぞれ上記の配線パターン２０，２１及び配線パターン２２として回路基板８に形成されている。

圧電トランスは、入力電圧発生器１８により圧電セラミックス２の共振周波数（長さＬに依存する固有振動数）で入力電圧を印加し、圧電セラミックス２に長手方向への機械的な振動（伸縮振動）を生じさせる。そして圧電トランスは、圧電効果により得られた電荷を二次電極６から出力回路２２０を通じて取り出し、これを変圧された出力電圧として利用することができる。このような圧電トランスは、例えばレーザプリンタや高圧電源ユニット、液晶表示器のバックライト（冷陰極管）用インバータのトランス等の用途に好適するが、これらに限るものではない。

以上が第１実施形態の圧電トランスの構成である。このような圧電トランスは、以下の実装方法により構成されている。すなわち、外面に２つの一次電極４及び二次電極６がそれぞれ形成された圧電セラミックス２を、その外面（一次電極４だけ形成された外面）が回路基板８の実装面に沿う状態に配置し、この状態で下面側の一次電極４を配線パターン２０に接続させ、また上面側の一次電極４及び二次電極６をそれぞれ配線パターン２１，２２に導体板３０を介して接続させ、この状態で、一次電極４及び二次電極６に対応する部位で圧電セラミックス２と回路基板８とを絶縁テープ１０で相互に結束することにより、導体板３０の接続状態を保持するとともに、導体板３０や配線パターン２０と一次電極４、二次電極６との間には、導電性接着剤１４又導電性ゴム１５を介在させた状態で回路基板８に実装する方法である。

第１実施形態の圧電トランスは、回路基板８に対して圧電セラミックス２を絶縁テープ１０で貼り付けて保持するとともに、絶縁テープ１０の貼り付けにより一次電極４及び二次電極６への電気的な接続関係を保持するという簡単な構造で実装されているため、圧電セラミックス２をケース体に収容してパッケージ化する必要がない。このため、部品点数やその製造工数を大きく削減することができ、製造コストの低減に大きく寄与することができる。また、圧電セラミックス２の実装に際してこれを樹脂ケース等に収容する必要がないため、それだけ実装高さを抑えることができる。

また、圧電セラミックス２が絶縁テープ１０で回路基板８に保持される構造であるため、その実装に際して半田付けや接着といった作業が不要となるし、絶縁テープ１０は貼り直しが容易であるため、圧電セラミックス２の実装位置を修正する場合のやり直し（リワーク）が容易になるという利点がある。また、このように絶縁テープ１０により圧電セラミックス２を回路基板８に保持する構造であっても、一次電極４及び二次電極６と各導体板３０や配線パターン２０との接点に介在する導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が圧電セラミックス２の振動に合わせて弾性変形し、その振動を阻害しないので、圧電セラミックス２による圧電効果が損なわれることはない。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の圧電トランスについて説明する。以下の説明では、第１実施形態と共通する部材には同一の符号を付するものとし、第１実施形態と共通する事項については重複した説明を省略する。

図５は、第２実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。図５では省略されているが、第１実施形態と同様に、回路基板８には配線パターン２０，２１，２２が形成されており、また、一次電極４及び二次電極６と配線パターン２１，２２とは導体板３０により接続されている。また、これらの間には導電性接着剤１４又導電性ゴム１５が介在して設けられている。

第２実施形態では、絶縁テープ１０が圧電セラミックス２の長手方向に沿って貼り付けられている点が第１実施形態とは異なっている。この場合、絶縁テープ１０は圧電セラミックス２の長手方向でみて、その上面の一端から他端までを全て覆うようにして貼り付けられている。また絶縁テープ１０は、圧電セラミックス２の長手方向で対になる両端面に沿って折り曲げられ、そして回路基板８の実装面に貼り付けられている。

第２実施形態でも同様に、絶縁テープ１０がその粘着力で圧電セラミックス２を回路基板８に保持することにより、その上面に位置する一次電極４及び二次電極６と各導体板３０とを確実に接続することができる。また同様に、圧電セラミックス２の下面で回路基板８の実装面に向き合う一次電極４と配線パターン２０とを確実に接続することができる。

〔第３実施形態〕
図６は、第３実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。図６では省略されているが、第１実施形態と同様に、ここでも回路基板８には配線パターン２０，２１，２２が形成されており、また、一次電極４及び二次電極６と配線パターン２１，２２とは導体板３０により接続されている。また、これらの間には導電性接着剤１４又導電性ゴム１５が介在して設けられている。

第３実施形態では、上記の第２実施形態で説明したように絶縁テープ１０が圧電セラミックス２の長手方向に沿って貼り付けられているとともに、これと合わせて、第１実施形態と同様に一次電極４及び二次電極６に対応する部位で圧電セラミックス２と回路基板８とを結束するようにして絶縁テープ１０が貼り付けられている。なお図６（Ａ），（Ｂ）中、二次電極６については絶縁テープ１０で覆われているため、表面には露出していない。

このような第３実施形態でも同様に、絶縁テープ１０がその粘着力で圧電セラミックス２を回路基板８に保持することにより、その上面に位置する一次電極４及び二次電極６と各導体板３０とを確実に接続することができる。また同様に、圧電セラミックス２の下面で回路基板８の実装面に向き合う一次電極４と配線パターン２０とを確実に接続することができる。

また第３実施形態では、図６中（Ａ）に示されているように、先に圧電セラミックス２の長手方向に沿って絶縁テープ１０を貼り付けた後、その上から一次電極４及び二次電極６にそれぞれ対応する部位で２本の絶縁テープ１０を巻き付けるようにして貼り付けることができる。あるいは、図６中（Ｂ）に示されているように、先に一次電極４及び二次電極６にそれぞれ対応する部位で２本の絶縁テープ１０を巻き付けるようにして貼り付けた後、その上から圧電セラミックス２の長手方向に沿って絶縁テープ１０を貼り付けることもできる。

〔その他の実施形態〕
以上は、圧電トランスの各種実施形態についての説明であるが、以下に圧電トランスのその他の実施形態について言及する。

第１〜第３実施形態では、導体板３０や配線パターン２０，２１，２２と一次電極４、二次電極６との間に導電性接着剤１４や導電性ゴム１５等が介在して設けられていたが、これに代えてワイヤ入りゴムを用いることができる。ワイヤ入りゴムは、例えばゴム製のシート材料の内部を同一方向（厚み方向）に延びる無数の金属製ワイヤが長手方向及び幅方向に分布して配列された構造を有するものであればよい。ワイヤ入りゴムは、その内部にある個々のワイヤの両端がシート材料の両面にて露出しているが、ワイヤ同士は絶縁されている。このようなワイヤ入りゴムは、その厚み方向のみに導電性を発揮し、それ以外の方向へは導電性を有しない。

ワイヤ入りゴムを用いる場合、一次電極４に対応する部位では、圧電セラミックス２の上面と下面とでそれぞれ別々のワイヤ入りゴム（２個ずつ）を配置してもよいし、あるいは、１枚でつながったワイヤ入りゴムを圧電セラミックス２の胴回りに巻き付けた状態で配置してもよい。この場合でも、上記のようにワイヤ入りゴムの内部でワイヤ同士は絶縁されているため、両側（上面側と下面側）の一次電極４同士が短絡することはない。

上述したように、圧電セラミックス２の胴回りに１枚のワイヤ入りゴムを巻き付けて使用する実施形態を採用すれば、圧電セラミックス２の両面にそれぞれ導電性接着剤１４を塗布したり、導電性ゴム１５を配置したりする場合に比較して部品点数が少なくなり、それだけ実装作業の工数を少なくすることができる。なお、ここではワイヤ入りゴムを例に挙げているが、ワイヤ入りゴムに代えて、厚み方向のみに導電性を有する異方性のゴム材料を用いても同じ効果が得られる。

図３の断面で示される第１実施形態では、圧電セラミックス２が回路基板８に実装された状態で、二次電極６は回路基板８の実装面に背向する外面（上面）に位置していたが、二次電極６を回路基板８の実装面に向き合う外面（下面）に位置付けて圧電セラミックス２を実装してもよい。この場合、配線パターン２２が回路基板８の実装面に沿って圧電セラミックス２の下側まで延伸され、この延伸された部分に二次電極６が向き合った状態となる。また、二次電極６と配線パターン２２との間には導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５が介在して設けられる。なお二次電極６と配線パターン２２との接続について、特に導体板３０の設置は不要となる。

このような実施形態においても、例えば絶縁テープ１０が二次電極６に対応する部位で圧電セラミックス２及び回路基板８をともに結束するようにして巻き付けられることで、圧電セラミックス２が回路基板８に保持されるとともに、二次電極６が導電性接着剤１４又は導電性ゴム１５を介して配線パターン２２に圧着される。なお絶縁テープ１０の設置方法については、第２，第３実施形態で挙げたものを適用してもよい。

さらに、本発明は上述した各種の実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。
各実施形態では、一次電極４及び二次電極６と接続に導体板３０を用いているが、金糸線のような線状の導体を用いてもよい。

第１，第３実施形態では、回路基板８の裏面にまで回り込むようにして絶縁テープ１０を貼り付けているが、絶縁テープ３０は上側の実装面上で切断されている態様であってもよい。逆に、第２実施形態では絶縁テープ３０が回路基板８の実装面上で切断されているが、絶縁テープ３０が回路基板８の端縁から裏側に回り込むようにして貼り付けられていてもよい。

また絶縁テープ１０を貼り付ける位置は、第１〜第３実施形態で例示した位置だけに限らず、その他の位置を適宜に採用することができる。

その他、各実施形態で挙げた部材や部品等の形状や構造はあくまで好ましい例示であり、これらを適宜変形して本発明を実施可能であることはいうまでもない。

第１実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う圧電トランスの垂直断面図である。 図１中のIII−III線に沿う圧電トランスの垂直断面図である。 圧電トランスの電気的な構成を概略的に示した回路図である。 第２実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。 第３実施形態の圧電トランスを示した斜視図である。

符号の説明

２ 圧電セラミックス
４ 一次電極
６ 二次電極
８ 回路基板
１０ 絶縁テープ（保持部材）
１４ 導電性接着剤
１５ 導電性ゴム
１８ 入力電圧発生器
２０，２１，２２ 配線パターン（導体）
３０ 導体板（導体）
２００ 入力回路
２２０ 出力回路

Claims (7)

1. 圧電体と、
   前記圧電体の有する厚み方向で対をなす２つの外面にそれぞれ形成され、前記圧電体に周期的な電圧を入力することで機械的な振動を発生させる一次電極と、
   前記一次電極とは別に前記圧電体の外面に形成され、前記一次電極からの電圧の入力により発生した振動を電圧に変換して出力する二次電極と、
   前記一次電極に接続される入力回路及び前記二次電極に接続される出力回路がそれぞれ形成された回路基板と、
   前記回路基板の実装面に設けられ、この実装面に沿って前記圧電体が配置された状態で前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記入力回路及び前記出力回路に接続させる導体と、
   前記圧電体が前記回路基板の実装面に沿って配置された状態でその周囲に巻き付けられ、少なくとも前記一次電極及び前記二次電極に対応する部位で前記圧電体と前記回路基板とを相互に結束するとともに、前記導体による前記一次電極及び前記二次電極に対する前記入力回路及び前記出力回路の接続状態を保持する保持部材と、
   前記圧電体及び前記回路基板が相互に結束された状態で少なくとも前記二次電極と前記導体との間に介在して設けられ、前記二次電極と前記導体との間を電気的に接続させる導電性を有した弾性体と
   を備えたことを特徴とする圧電トランス。
2. 圧電体と、
   前記圧電体の有する厚み方向で対をなす２つの外面にそれぞれ形成され、前記圧電体に周期的な電圧を入力することで機械的な振動を発生させる一次電極と、
   前記一次電極とは別に前記圧電体の外面に形成され、前記一次電極からの電圧の入力により発生した振動を電圧に変換して出力する二次電極と、
   前記一次電極に接続される入力回路及び前記二次電極に接続される出力回路がそれぞれ形成された回路基板と、
   前記回路基板の実装面に設けられ、この実装面に沿って前記圧電体が配置された状態で前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記入力回路及び前記出力回路に接続させる導体と、
   前記圧電体が前記回路基板の実装面に沿って配置された状態でその周囲に巻き付けられ、少なくとも前記一次電極及び前記二次電極に対応する部位で前記圧電体と前記回路基板とを相互に結束するとともに、前記導体による前記一次電極及び前記二次電極に対する前記入力回路及び前記出力回路の接続状態を保持する保持部材と、
   前記圧電体及び前記回路基板が相互に結束された状態で前記一次電極及び前記二次電極と前記導体との間にそれぞれ介在して設けられ、前記一次電極及び前記二次電極と前記導体との間を電気的に接続させる導電性を有した弾性体と
   を備えたことを特徴とする圧電トランス。
3. 圧電体と、
   前記圧電体の有する厚み方向で対をなす２つの外面にそれぞれ形成され、前記圧電体に周期的な電圧を入力することで機械的な振動を発生させる一次電極と、
   前記一次電極とは別に前記圧電体の外面に形成され、前記一次電極からの電圧の入力により発生した振動を電圧に変換して出力する二次電極と、
   前記一次電極に接続される入力回路及び前記二次電極に接続される出力回路がそれぞれ形成された回路基板と、
   前記回路基板の実装面に設けられ、この実装面に沿って前記圧電体が配置された状態で前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記入力回路及び前記出力回路に接続させる導体と、
   前記圧電体が前記回路基板の実装面に沿って配置された状態で少なくとも前記一次電極及び前記二次電極に対応する部位で前記圧電体の外面及び前記回路基板の実装面をともに覆う状態で貼り付けられ、この状態で前記圧電体を前記回路基板に保持させるとともに、前記導体による前記一次電極及び前記二次電極に対する前記入力回路及び前記出力回路の接続状態を保持する保持部材と、
   前記圧電体が前記回路基板に保持された状態で少なくとも前記二次電極と前記導体との間に介在して設けられ、前記二次電極と前記導体との間を電気的に接続させる導電性を有した弾性体と
   を備えたことを特徴とする圧電トランス。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の圧電トランスにおいて、
   前記保持部材は、前記圧電体の外面及び前記回路基板の実装面に貼り付けられる粘着層を有した絶縁テープから構成されていることを特徴とする圧電トランス。
5. 電圧を入力するための一次電極及び変圧された電圧を出力するための二次電極がそれぞれ外面に形成された圧電体を、その外面が回路基板の実装面に沿う状態に配置し、この状態で前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記回路基板の実装面に形成された入力回路及び出力回路に導体を介して接続させ、
   前記導体により前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記入力回路及び前記出力回路に接続した状態で、少なくとも前記一次電極及び前記二次電極に対応する部位で前記圧電体と前記回路基板とを絶縁テープで相互に結束することにより、前記導体による前記一次電極及び前記二次電極に対する前記入力回路及び前記出力回路の接続状態を保持するとともに、少なくとも前記二次電極と前記導体との間には導電性を有した弾性体を介在させた状態で前記回路基板に実装することにより、前記一次電極を通じて前記圧電体に周期的な電圧を入力する一方、この電圧の入力により発生した前記圧電体の機械的な振動を電圧に変換して前記二次電極から電圧を出力させる圧電トランスとして構成することを特徴とする圧電トランスの実装方法。
6. 電圧を入力するための一次電極及び変圧された電圧を出力するための二次電極がそれぞれ外面に形成された圧電体を、その外面が回路基板の実装面に沿う状態に配置し、この状態で前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記回路基板の実装面に形成された入力回路及び出力回路に導体を介して接続させ、
   前記導体により前記一次電極及び前記二次電極をそれぞれ前記入力回路及び前記出力回路に接続した状態で、少なくとも前記一次電極及び前記二次電極に対応する部位で前記圧電体の外面及び前記回路基板の外面を覆う状態で絶縁テープを貼り付けることにより、前記導体による前記一次電極及び前記二次電極に対する前記入力回路及び前記出力回路の接続状態を保持するとともに、少なくとも前記二次電極と前記導体との間には導電性を有した弾性体を介在させた状態で前記回路基板に実装することにより、前記一次電極を通じて前記圧電体に周期的な電圧を入力する一方、この電圧の入力により発生した前記圧電体の機械的な振動を電圧に変換して前記二次電極から電圧を出力させる圧電トランスとして構成することを特徴とする圧電トランスの実装方法。
7. 請求項５又は６に記載の圧電トランスの実装方法において、
   前記一次電極と前記導体との間にもさらに導電性を有した弾性体を介在させた状態で前記回路基板に実装することを特徴とする圧電トランスの実装方法。
   

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