JPH08102561A - 圧電トランス - Google Patents

圧電トランス

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JPH08102561A
JPH08102561A JP6237811A JP23781194A JPH08102561A JP H08102561 A JPH08102561 A JP H08102561A JP 6237811 A JP6237811 A JP 6237811A JP 23781194 A JP23781194 A JP 23781194A JP H08102561 A JPH08102561 A JP H08102561A
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JP
Japan
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electrode
piezoelectric
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piezoelectric element
case
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JP6237811A
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Inventor
Nobuhiro Maruko
展弘 丸子
Koichi Kanayama
光一 金山
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電振動を抑制することなくかつケーシング
組立が容易な圧電トランスを提供する 【構成】 長手状の圧電セラミックス基板においてその
主面上に形成された第1の電極および第1の電極余白部
と、前記主面の背面側に形成された第2の電極および第
2の電極余白部と、前記主面の第1の電極余白部と隣り
合う垂直端面に形成された第3の電極とからなる圧電素
子と、前記圧電素子の前記第1の電極の圧電変位の節と
なる部位またはその近傍にその一部を固定した第1の端
子ピンと、前記圧電素子の前記第2の電極の圧電変位の
節となる部位にその一部を固定した第2の端子ピンと、
前記第3の電極に弾性導電体を介して接続した第3の端
子ピンと、前記各端子ピンの先端を外部に突出させると
ともに前記圧電素子を内部に収納し、かつ前記圧電素子
の少なくとも前記第1の電極余白部または前記第2の電
極余白部の圧電変位の節となる部位で前記圧電素子を支
持する支持部を設けたケースとからなる圧電トランスと
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電トランス、特に液
晶ディスプレイのバックライト点灯用に用いられる小型
の圧電トランスに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ用のバックライトに用
いられる冷陰極管は、点灯開始時に1kV以上の高電圧
を必要とし、点灯継続中は数百V程度の電圧が必要とな
るが、サブノート等と呼ばれるノートパソコン等の携帯
製品のディスプレイ需要が高まっているため、点灯回路
に対しても小型化、省消費電力化等の要求があり、低電
圧(電池駆動)で高昇圧が可能なインバータ回路が必要
となってきている。
【0003】この種の用途が期待できる圧電トランスに
ついて記載されている文献として、1957年発行、C.
A.Rosen,"Ceramic Transformers and Filters", Proc.E
lectronic Component Sympo, (P205〜211)が
ある。
【0004】図2は従来のこの種の圧電トランス(RO
SEN型トランス)を示す原理図である。同図に示す圧
電トランスは、圧電セラミックス基板の主面の一部(図
では左半部)に第1の電極101が形成され、その背面
において前記第1の電極101に対応する部分に第2の
電極102が形成されている。そして主面の電極余白部
104(図では右半部)と隣合う長手方向の垂直端面に
は第3の電極103が形成されている。
【0005】そしてこの圧電トランスにおける分極方向
は、同図中に矢印で示すように左半部が圧電セラミック
ス基板の厚さ方向、右半部が当該基板の長手方向となっ
ている。
【0006】ところで、このような圧電トランスをプリ
ント配線基板等に実装する場合には、既存の自動実装化
に対応させるため他の電子部品と同様にケーシングされ
た電子部品として外観仕上げを行う必要がある。また、
装置の小型化の要求から実装面積または実装高さを抑制
するためにケースそのものを小型化しなくてはならな
い。
【0007】しかしながら、この種の小型圧電トランス
では、一次交流電圧の印加に対して逆圧電効果を用いる
ことによって機械的な共鳴振動が発生し、圧電効果によ
ってその振動が二次交流電圧に変換される。そのため、
効率の良い二次電圧を取り出すためには低損失の機械的
共鳴振動を確保しなけらばならない。
【0008】一方、ケーシングの対象物が振動を繰り返
す圧電素子であるため、実装された他の部品への振動の
影響を抑制するとともに、振動による電気的接続の信頼
性が低下しないよう配慮する必要もあった。
【0009】この点について、特開平3−89571号
公報ではケース内部にシリコーンゴムを注入するケーシ
ング技術が開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記技術では確かに機
械的な振動は十分に得られる可能性はあるが、ケース内
部の圧電素子の支持については単に注入されたシリコー
ンゴムと電気端子とのみで行っており、電気的な接続信
頼性に危惧があるばかりでなく、ケーシング組立時の圧
電素子の位置決めが難しいといった問題があった。
【0011】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は圧電振動を抑制することなくかつ
ケーシング組立が容易な圧電トランスを提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1に長手状
の圧電セラミックス基板においてその主面上に形成され
た第1の電極および第1の電極余白部と、前記主面の背
面側に形成された第2の電極および第2の電極余白部
と、前記主面の第1の電極余白部と隣り合う垂直端面に
形成された第3の電極とからなる圧電素子と、前記圧電
素子の前記第1の電極の圧電変位の節となる部位または
その近傍にその一部を固定した第1の端子ピンと、前記
圧電素子の前記第2の電極の圧電変位の節となる部位ま
たはその近傍にその一部を固定した第2の端子ピンと、
前記第3の電極に弾性導電体を介して接続した第3の端
子ピンと、前記各端子ピンの先端を外部に突出させると
ともに前記圧電素子を内部に収納し、かつ前記圧電素子
の少なくとも前記第1の電極余白部または前記第2の電
極余白部の圧電変位の節となる部位またはその近傍で前
記圧電素子を支持する支持部を設けたケースとからなる
圧電トランスとしたものである。
【0013】第2に、前記支持部はケース内壁面より前
記圧電素子の方向に突出された突起である圧電トランス
としたものである。第3に、前記突起は前記第1の電極
余白部と第2の電極余白部とを支持するよう少なくとも
2個形成されてた圧電トランスとしたものである。
【0014】第4に、前記突起と前記電極余白部との間
には弾性接着剤が介在されている圧電トランスとしたも
のである。第5に、前記第1の電極と第1の端子ピンと
の固定、または前記第2の電極と第2の端子ピンとの固
定は弾性接着剤を介してなされている圧電トランスとし
たものである。
【0015】
【作用】前記手段によれば、第3の電極と第3の端子ピ
ンとの接続を弾性導電体を介して行うことにより、電極
に直接端子ピンを半田等の接合剤で固定する場合に較べ
て圧電振動の低減が抑制され、高効率な二次電圧の取り
出しが可能となる。
【0016】したがって、第3の電極と第3の端子ピン
との接続を弾性導電体を介して行った図13に示すよう
な構造(すなわち、本発明の圧電トランスにおいて第1
または第2の電極余白部の圧電変位の節となる部位また
はその近傍に圧電素子を支持する支持部を設けないも
の)の圧電トランスでも圧電振動の低減はかなり抑制さ
れる。
【0017】しかし本発明の如くさらに、前記支持部で
圧電素子を支持することにより、ケース内部の圧電素子
の位置が経時的に変化してケース内壁面と直接接触する
ことを未然に防止できる。
【0018】さらに、ケース内部で圧電素子を支持部で
位置決めすることができるため、組み立て作業を容易に
することができる。また、本発明では支持部(たとえば
突起)で圧電素子を固定的に挟持するだけでもよいが、
支持部を突起とし(この突起はケースと一体成形したも
のでもよく、また別体で突起を形成しこれをケース内壁
面に取り付けたものでもよい)、この突起と電極余白部
との間に弾性接着剤を介在させることにより、よりいっ
そう圧電振動の低減を抑制できる。また、弾性接着剤を
介在させることでケースと圧電素子との位置決めのクリ
アランスに余裕が生じ、製造効率を高めることができ
る。
【0019】本発明において、圧電セラミックスとして
は例えばPZT系、あるいはPLZT系の圧電セラミッ
クスを用いることができる。なお、弾性導電体としては
リン青銅、銅などの薄板またはホルマル線等のリード線
またはゴム複合体のリード線等を用いることができる。
【0020】また本発明で用いる弾性接着剤とは、弾性
を有する接着剤であり、たとえばシリコーンゴム、ウレ
タン樹脂、その他のゴム系接着剤を例示できる。また本
発明において突起等の支持部の部材の材質としてはたと
えばケースと同材質(例えば高絶縁性の樹脂)やシリコ
ーンゴム等を使用できる。
【0021】また、圧電変位の節となる部位とは、圧電
変位の正負が逆転する変位点を指す。本発明においては
各々第1または第2の端子ピンの固定位置または支持部
による支持の位置は第1の電極、第2の電極または少な
くとも第1または第2の電極余白部の圧電変位の節点が
効果が最も大きく好ましいが、各圧電変位の節となる部
位の近傍でも本発明による効果は十分に得られる。
【0022】
【実施例1】次に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。Pb(Ni1/3 Nb2/3)O3−Pb(Zn1/3
Nb2/3)O3−PbTiO3−PbZrO3系の圧電セラ
ミックス基板1を5×20×1mm3(5=L3,20=
L1+L2,1=L4)の大きさに切り出し、図3に示
すようにその主面のほぼ半部(図3ではL1の部分)に
第1の電極101を銀ペーストの焼き付け処理によって
形成した。
【0023】そして、前記第1の電極101の背面側に
は第1の電極101と対応する部分に第2の電極102
を銀ペーストの焼き付け処理によって形成した。前記主
面上において、前記第1の電極101が形成されている
部分以外の部分(L2で示す部分)は第1の電極余白部
104として形成されている。また同様にその背面にお
いて第2の電極102が形成されている部分以外の部分
は第2の電極余白部105として形成されている。
【0024】前記電極余白部104と隣り合う垂直端面
(長手方向の端面)には第3の電極103が銀ペースト
の焼き付け処理によって形成されている。このようにし
て得られた圧電セラミックス基板からなる圧電素子1の
第1の電極101に、図4に示すように、L字状に折曲
させた第1の端子ピン11を半田で接合する。このと
き、第1の電極101の圧電変位の節となる部分に第1
の端子ピン11を接合する。
【0025】次に、背面側にある第2の電極102に、
同じくL字状に折曲させた第2の端子ピン12を半田で
接合する。このときも、前記と同様に、第2の電極10
2の圧電変位の節となる部分に第2の端子ピン12を接
合する。ここで、前記第1の端子ピン11と第2の端子
ピン12とは先端の折曲方向をいずれも同方向(図4で
は下方)に揃えておく。
【0026】第3の電極103の一部には弾性導電体で
あるリン青銅薄板(厚さ0.1mm)を介して第3の端子
ピン13が接続されている。ケース15は上半部15a
と下半部15bとで筐体を構成しており、プラスチック
材料(ポリアミド樹脂)で形成されている。
【0027】なお本発明ではケース材料としてポリアミ
ド樹脂の他ABS樹脂、ポリカーボネート、スチレン樹
脂、フェノール樹脂などの電気的絶縁性の高い樹脂を用
いることができる。
【0028】ケース上半部15aおよび下半部15bの
内面には内方に向かって突出される一対の突起14a,
14bが形成されている。この突起14a,14bは、
圧電素子1の電極余白部の圧電変位の節に対向した位置
に形成されており、圧電素子1を主面側と背面側とから
支持するようになっている。
【0029】ケーシング組み立てを行う場合には、ケー
ス下半部15bの上方より端子ピン11,12,13を
取り付けた圧電素子1のユニット(図4または図12に
示す構造体)を装着し、ケース下半部15bに形成され
た端子ピン貫通用孔に第1乃至第3の端子ピン11,1
2,13を挿入しケース内での圧電素子1の位置決めを
行う。
【0030】次に、ケース下半部15bのキャビティ内
に圧電素子1を収納した状態でケース上半部15aを被
せてケース上半部15aと下半部15bとの袖部端面同
士を接着剤で固定する。このとき、圧電素子1はケース
下半部15b内で既に位置決めがなされているため、ケ
ーシング組み立てはケース下半部15bとケース上半部
15aとの位置合わせのみでよく、自動組み立てが容易
である。
【0031】また、圧電素子1のケースへの収納は以下
のような方法を採用してもよい。まず、端子ピン11を
ケース上半部15aに、端子ピン12をケース下半部1
5bの所望の位置に固定し、端子ピン11,12を所望
の形状、たとえばケース外部でL字型に折り曲げ加工す
る。
【0032】次に、あらかじめ弾性導電体16を圧電素
子1の第3の電極103に半田あるいは導電性ペースト
で固定する。そしてこれと同じ導電性ペーストを第3の
端子ピン13に塗布して前記弾性導電体16と第3の端
子ピン13とを固定する。
【0033】次に、圧電素子1の第2の電極102に対
して第2の端子ピン12を圧電変位の節の位置となる部
分で前記導電性ペーストを用いて固定する。次に、圧電
素子1がセットされたケース下半部15bと第1の端子
ピン11に導電性ペーストを塗布したケース上半部15
の袖端面同士を接着剤で固定する。
【0034】このとき、ケースの接合面を合わせること
により、ケース上半部15aの端子ピン11とケース下
半部15bの端子ピン12が対象な位置となるようにピ
ンの配置位置を設計することにより、端子ピン12も圧
電素子1の第1の電極101の圧電変位の節となる位置
で固定できる。
【0035】ここで使用する導電性ペーストは、銀粉、
銅粉等の導電性粉成分を含んだエポキシ系等の熱硬化型
あるいは常温硬化型のペーストを用いることができる。
このようにして得られた圧電トランス21は、第3の電
極103と第3の端子ピン13との接続を弾性導電体1
6を介在させておこなっているため、端子ピン13を直
接電極103に半田等で接合した場合に較べて圧電振動
を抑制してしまうことがない。そのため、昇圧特性を向
上させることができる。
【0036】また、突起部14a,14bを設けて圧電
素子1を挟持したことにより、圧電素子1の位置が経時
的に変化してケース内壁面に直接接触してしまうこと
や、あるいは外的な要因による衝撃で圧電素子1がケー
ス内壁面に直接接触してしまうことを未然に防止してい
る。
【0037】なお、図1ではケース上半部15aと下半
部15bとの双方の内壁面に突起14aと14bとを設
けた場合で説明したが、図5に示すようにケースの下半
部15bにのみ突起14bを設けるようにしてもよい。
【0038】
【実施例2】図6および図7は本発明の他の実施例を示
している。図6は前述の実施例1で説明した図1の構成
とほぼ同様であるが、突起部14a,14bと電極余白
部104,105との間に弾性接着剤17(シリコーン
ゴム)が介在されている。これは、まず突起14a,1
4bに弾性接着剤17をポッティングした後、実施例1
で述べたのと同様の方法でケース組み立てを行うことで
実現できる。
【0039】このように、本実施例では両突起14a,
14bが弾性接着剤17を介して圧電素子1を挟持して
いることにより、圧電振動の抑制を十分に小さくでき
る。また弾性接着剤17がケースの加工精度のばらつき
を吸収できるため、製造効率も向上する。
【0040】なお、図6ではケース上半部15aと下半
部15bとの双方の内壁面に突起14aと14bとを設
けた場合で説明したが、図7に示すようにケースの下半
部15bにのみ突起14bを設けてこの突起と電極余白
部105との間に弾性接着剤17を介在させるようにし
てもよい。
【0041】
【実施例3】図8〜図11は、本発明の他の実施例を示
している。図8に示すように、本実施例3では第1の端
子ピンおよび第2の端子ピンは圧入端子ピンで構成され
ており、両圧入端子ピン111,112の先端で第1,
第2の電極101,102が押圧されてケース内部での
圧電素子1が支持された構造となっている。
【0042】このような圧入端子ピン111,112は
実施例1で説明した電極余白部側を支持する突起構造と
組み合わせることが可能である。すなわち、図9は電極
余白部105側の支持をケース下半部15bの突起部1
4bのみで行った場合、図10は突起部14a,14b
と電極余白部104,105との間に弾性接着剤17,
17を介在させた場合、図11は突起部14bのみで電
極余白部105を支持するとともにこの間に弾性接着剤
17を介在させた場合をそれぞれ示している
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、圧電振動を抑制するこ
となくケーシング組立が容易な圧電トランスを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1である圧電トランスの断面
【図2】 本発明の基礎となる圧電トランスを示す原理
【図3】 本発明の実施例1に用いられる圧電素子を示
す斜視図
【図4】 本発明の実施例1で圧電素子に端子ピンを装
着した状態を示す斜視図
【図5】 本発明の実施例1の変形例である圧電トラン
スの断面図
【図6】 本発明の実施例2の圧電トランスの断面図
【図7】 本発明の実施例2の変形例である圧電トラン
スの断面図
【図8】 本発明の実施例3の圧電トランスの断面図
【図9】 本発明の実施例3の変形例である圧電トラン
スの断面図
【図10】 本発明の実施例3の変形例である圧電トラ
ンスの断面図
【図11】 本発明の実施例3の変形例である圧電トラ
ンスの断面図
【図12】 本発明の実施例1で圧電素子に端子ピンを
装着した状態を示す部分斜視図
【図13】 本発明の実施例1の変形例である圧電トラ
ンスの断面図
【符号の説明】
1・・圧電素子 11・・第1の端子ピン 12・・第2の端子ピン 13・・第3の端子ピン 14a,14b・・突起部 15a・・ケース上半部 15b・・ケース下半部 16・・弾性導電体 17・・弾性接着剤 101・・第1の電極 102・・第2の電極 103・・第3の電極 104・・第1の電極余白部 105・・第2の電極余白部 111・・第1の端子ピン(圧入端子ピン) 112・・第2の端子ピン(圧入端子ピン) 113・・第3の端子ピン(圧入端子ピン)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手状の圧電セラミックス基板において
    その主面上に形成された第1の電極および第1の電極余
    白部と、前記主面の背面側に形成された第2の電極およ
    び第2の電極余白部と、前記主面の第1の電極余白部と
    隣り合う垂直端面に形成された第3の電極とからなる圧
    電素子と、 前記圧電素子の前記第1の電極の圧電変位の節となる部
    位またはその近傍にその一部を固定した第1の端子ピン
    と、 前記圧電素子の前記第2の電極の圧電変位の節となる部
    位またはその近傍にその一部を固定した第2の端子ピン
    と、 前記第3の電極に弾性導電体を介して接続した第3の端
    子ピンと、 前記各端子ピンの先端を外部に突出させるとともに前記
    圧電素子を内部に収納し、かつ前記圧電素子の少なくと
    も前記第1の電極余白部または前記第2の電極余白部の
    圧電変位の節となる部位またはその近傍で前記圧電素子
    を支持する支持部を設けたケースとからなる圧電トラン
    ス。
  2. 【請求項2】 前記支持部はケース内壁面より前記圧電
    素子の方向に突出された突起であることを特徴とする請
    求項1記載の圧電トランス。
  3. 【請求項3】 前記突起は前記第1の電極余白部と第2
    の電極余白部とを支持するよう少なくとも2個形成され
    ていることを特徴とする請求項2記載の圧電トランス。
  4. 【請求項4】 前記突起と前記電極余白部との間には弾
    性接着剤が介在されていることを特徴とする請求項2ま
    たは3記載の圧電トランス。
  5. 【請求項5】 前記第1の電極と第1の端子ピンとの固
    定、または前記第2の電極と第2の端子ピンとの固定は
    弾性接着剤を介してなされていることを特徴とする請求
    項1記載の圧電トランス。
  6. 【請求項6】 少なくとも第1の端子ピンと第2の端子
    ピンとは圧入端子ピンからなり、両端子ピンはケース外
    部より挿入され、ケース内部に収納される圧電素子の第
    1の電極と第2の電極とを押圧して当該圧電素子を支持
    することを特徴とする請求項1記載の圧電トランス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009130311A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Tamura Seisakusho Co Ltd 圧電トランスの実装方法及び圧電トランス

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JP2009130311A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Tamura Seisakusho Co Ltd 圧電トランスの実装方法及び圧電トランス

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