JPH09214011A - 圧電トランスの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電トランスの振動の妨げになることなく、
その支持構造を簡略化し、かつ組付け作業を容易にする
ことが可能な圧電トランスの支持構造を提供する。 【解決手段】 ローゼン型圧電トランスの各電極内にて
そのリード線をもって当該圧電トランス本体を基板に支
持すると共にその入力側電極の支持位置を、当該圧電ト
ランスで利用する振動モードの定在波の節となる位置近
傍とすることにより、圧電トランスの振動の妨げになる
ことなく、その支持構造を簡略化し、かつ組付け作業を
容易にすることができる。また、出力側電極のリード線
にばね作用をもたせてこの出力側端面を浮動支持するこ
とにより上記効果が一層顕著になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はローゼン型圧電トラ
ンスに関し、特にその支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、圧電素材のジルコン酸、チタ
ン酸バリウム等を用い、長さ方向の一端寄りの表裏面に
設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面に設けられ
た出力側電極とを有する平板状のローゼン型圧電トラン
スが知られている。この圧電トランスは、その長さ方向
の共振周波数に等しい交流電圧を上記入力側電極に印加
し、機械的共振を生じさせ、圧電現象により発電させて
出力側電極から出力を得るものである。このとき、素子
の共振特性である共振鋭度（機械的Ｑｍ）を利用して電
圧増幅する。

【０００３】この圧電トランスは、巻線型トランスなど
に比較して小型化、薄型化が可能であり、例えばノート
型コンピュータ用液晶ディスプレイのバックライト用イ
ンバータ回路に用いることにより装置全体を小型化、薄
型化する可能性を有している。また、従来の圧電トラン
スは、機械的強度や圧電変換比率（電気機械結合係数）
及び機械的Ｑｍが小さく、大きな昇圧比が得られないこ
とから、上記したインバータ回路に用いるのに巻線トラ
ンス等と組み合わせなければならなかったが、機械的強
度や圧電変換比率（電気機械結合係数）が大きく、比較
的大きな昇圧比が得られるチタン酸ジルコン酸鉛の圧電
トランスが開発され、上記したようなインバータ回路に
用いるのにも巻線トランス等と組み合わせる必要がなく
なってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電ト
ランスは振動を利用するものであることから、その振動
を妨げないように、従来はその圧電トランスで利用する
振動モードの定在波の節となる位置にてゴムなどを介し
て基板に支持していた。従って、その組付け作業が煩雑
であるばかりでなく、支持構造が基板を大きく占有し、
高密度化の妨げになることが懸念される。

【０００５】本発明は、上記したような従来技術の問題
点に鑑みなされたものであり、その主な目的は、圧電ト
ランスの振動の妨げになることなく、その支持構造を簡
略化し、かつ組付け作業を容易にすることが可能な圧電
トランスの支持構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題は、本発明
によれば、長さＬと幅Ｗと厚みＤとの関係がＬ＞Ｗ＞Ｄ
となっている平板状をなし、長さ方向の一端寄りの表裏
面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面に設け
られた出力側電極とを有するローゼン型圧電トランスの
支持構造であって、前記各電極内にてそのリード線をも
って当該圧電トランスを基板に支持するようになってい
ると共に入力側電極の支持位置が、当該圧電トランスで
利用する振動モードの定在波の節となる位置近傍となっ
ていることを特徴とする圧電トランスの支持構造を提供
することにより達成される。特に、前記出力側電極のリ
ード線がばね作用を有し、該出力側電極側が浮動支持さ
れていると良い。例えば、圧電トランスで用いる振動モ
ードが２次振動モードの場合、圧電トランスの長さＬの
入力側端面から１／４の位置（定在波の節となる位置）
にて２本の入力側リード線をもって支持すると共に出力
側端面、即ち出力側電極にて１本のリード線をもって支
持する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付した図面を参照して詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明が適用された液晶ディスプ
レイのバックライト用インバータ回路の概略構成を示す
ブロック図である。ＤＣ１２Ｖ電源１からの直流電源は
発振回路２にてＡＣ９〜１２Ｖの交流に変換され、本発
明の圧電トランス３にて昇圧されて冷陰極管４に供給さ
れるようになっている。発振回路２及び圧電トランス３
からの出力は発振回路２に位相フィードバックされるよ
うになっている。

【０００９】ここで、本構成では昇圧率の高い圧電トラ
ンスを用いることにより、従来、発振回路２と圧電トラ
ンス３との間に別途一次トランスとして必要であった巻
線トランス等を省略できる。また、入力電圧が低いこと
から圧電トランスの破損、劣化、飽和などの問題を生じ
ることがない。尚、上記回路で出力電圧が不足している
場合はチャージポンプ式増幅を行うこともできる。

【００１０】図２（ａ）は、本発明の圧電トランス３の
支持構造を示す斜視図、図２（ｂ）はその側面図、図２
（ｃ）は出力端側から見た正面図である。この圧電トラ
ンス３は、チタン酸ジルコン酸鉛を焼結してなる平板状
をなしている。また、図のハッチングを施した部分が電
極であり、長さ方向の一端寄り（図２（ｂ）の左寄り）
の表面に設けられている電極が入力側電極３ａ、長さ方
向の他端面（図２（ｂ）の右側の端面）に設けられてい
る電極が出力側電極３ｂである。また、入力側電極３ａ
の裏面にコモン電極３ｃが設けられている。

【００１１】圧電トランス３の入力側端面からＬ／４の
位置Ａの表裏面にはＬ字状に屈曲するリード線５、６の
一端が固定されている。リード線５、６の他端は基板８
に固定され、かつ電気回路に接続されている。また、出
力側電極３ｂには上記同様Ｌ字状に屈曲するリード線７
の一端が固定され、その他端は基板８に固定され、かつ
電気回路に接続されている。従って、これらリード線５
〜７により圧電トランス３本体が基板８に支持されてい
る。ここで、本構成では圧電トランスの振動モードとし
て２次の振動モード（図３）を用いており、その定在波
の節は、入力側端面からＬ／４の位置Ａ及び３Ｌ／４の
位置Ｂとなる。従って、本構成では、入力側電極３ａの
リード線５、６により定在波の節となる位置で支持し、
出力側電極３ｂのリード線により出力側端面でリード線
の弾性をもって浮動支持している。この構造により、殆
ど減衰することのない従来の支持構造と同程度の出力が
得られた。また、例えば２次の振動モードの定在波の両
節、即ち入力側端面からＬ／４の位置Ａ及び３Ｌ／４の
位置Ｂでリード線をもって支持した場合よりもその減衰
率は小さかった。尚、実際には入力側電極のリード線
５、６は正確に入力側端面からＬ／４の位置にある必要
はなく、入力側端面からＬ／４の位置からＬ／３の位置
までの間ではあまり減衰率に差はなかった。

【００１２】上記構成によれば、図４（ａ）に示すよう
に、複数の圧電トランスを並べて配置しても嵩張ること
がないばかりでなく、微少なクリアランスをもって複数
の圧電トランスを厚さ方向に重ね合わせることも可能で
あり、互いに干渉することもない。ここで、圧電トラン
スを複数個用いる場合、それぞれの圧電トランスの長さ
Ｌをわずかに変えることにより、各圧電トランスの共振
周波数が異なってくる。それらを同時に駆動（共振）さ
せることにより複数の圧電トランス全体の共振周波数幅
が増大する。これにより、発振回路の制御が容易にな
る。

【００１３】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明の圧電
トランスの支持構造の応用例である。図５（ａ）に示す
構造では、出力側電極３ｂのリード線１７がＬ字ではな
く直棒状をなしている。また、図５（ｂ）に示す構造で
は、出力側電極３ｂのリード線２７が中間部で下方に屈
曲する点は図２のものと同じであるが、出力側電極３ｂ
と屈曲部との間に、ばね作用を有するようにＳ字状に湾
曲する部分２７ａが形成されている。また、図５（ｃ）
に示す構造では、出力側電極３ｂのリード線３７が中間
部で下方に屈曲する点は図２のものと同じであるが、出
力側電極３ｂと屈曲部との間にコイル状をなす部分３７
ａが形成されている。図５（ａ）に示す構造でも圧電ト
ランスの振動を妨げることは殆どないが、図５（ｂ）及
び図５（ｃ）に示す構造では図２に示す構造よりも一層
圧電トランスの振動を妨げることがない。

【００１４】尚、上記構成では、圧電トランスで用いる
振動モードが２次の場合について説明したが、更に１次
または３次以上の多次の振動モードを用いる場合にもそ
の定在波の節となる位置にて入力側リード線をもって支
持するように構成すれば同様な作用効果が得られる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による圧電トランスの支持構造によれば、ローゼン型
圧電トランスの各電極内にてそのリード線をもって当該
圧電トランス本体を基板に支持すると共にその入力側電
極の支持位置を、当該圧電トランスで利用する振動モー
ドの定在波の節となる位置近傍とすることにより、圧電
トランスの振動の妨げになることなく、その支持構造を
簡略化し、かつ組付け作業を容易にすることができる。
また、出力側電極のリード線にばね作用をもたせてこの
出力側端面を浮動支持することにより上記効果が一層顕
著になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された液晶ディスプレイのバック
ライト用インバータ回路の概略構成を示すブロック図。

【図２】（ａ）は図１に用いられた本発明の圧電トラン
スの斜視図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその出力側
端面から見た正面図。

【図３】圧電トランスの２次発振モードの定在波を模式
的に示す図。

【図４】（ａ）は、図２の圧電トランスを並列に配置し
た図、（ｂ）は厚さ方向に重ね合わせて配置した図。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の圧電トランスの応
用例を示す側面図。

【符号の説明】

１ ＤＣ１２Ｖ電源 ２ 発振回路 ３ 圧電トランス ３ａ 入力側電極 ３ｂ 出力側電極 ４ 冷陰極管 ５、６ 入力側電極のリード線 ７、１７、２７、３７ 出力側電極のリード線 ２７ａ 湾曲部分 ３７ａ コイル状部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さＬと幅Ｗと厚みＤとの関係がＬ＞
   Ｗ＞Ｄとなっている平板状をなし、長さ方向の一端寄り
   の表裏面に設けられた入力側電極と、長さ方向の他端面
   に設けられた出力側電極とを有するローゼン型圧電トラ
   ンスの支持構造であって、 前記各電極内にてそのリード線をもって当該圧電トラン
   スを基板に支持するようになっていると共に入力側電極
   の支持位置が、当該圧電トランスで利用する振動モード
   の定在波の節となる位置近傍となっていることを特徴と
   する圧電トランスの支持構造。
2. 【請求項２】 前記出力側電極のリード線がばね作用
   を有し、該出力側電極側が浮動支持されていることを特
   徴とする請求項１に記載の圧電トランスの支持構造。