JPH0951131A - 圧電トランス及びそれを用いたトランス装置 - Google Patents

圧電トランス及びそれを用いたトランス装置

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JPH0951131A
JPH0951131A JP7202374A JP20237495A JPH0951131A JP H0951131 A JPH0951131 A JP H0951131A JP 7202374 A JP7202374 A JP 7202374A JP 20237495 A JP20237495 A JP 20237495A JP H0951131 A JPH0951131 A JP H0951131A
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piezoelectric transformer
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piezoelectric
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克典 熊坂
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良明 布田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化・低背化・低コスト化が図れ、さらに
特性・信頼性等の劣化なく表面実装が容易となる圧電ト
ランス及びそれを用いたトランス装置の提供。 【解決手段】 互いに対向した2主面とこれらの主面間
に延在する側面とで規定された矩形板状の圧電振動子1
1を用いる。少なくとも一対の入力電極12a,12b
及び少なくとも一対の出力電極13a,13bを圧電振
動子11の側面に備える。さらに入力電極及び出力電極
の各々を圧電振動子の2主面のうちの一方の主面に存在
する振動の節点に延長させて延長電極部12a´,12
b´,13a´,13b´を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、矩形板状の圧電振
動子を用いた圧電トランス及びそれをプリント基板に実
装したトランス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイのバックライト点灯や
複写機のトナー帯電用などのように、大きな電流値は必
要としないが1kV程度の高電圧を必要とする機器が数
多くある。矩形板状の圧電振動子を応用したデバイスと
して圧電トランスが知られており、この圧電トランスは
前述した機器に使用可能である。現在、圧電トランスに
用いる振動子としてセラミックやニオブ酸リチウム単結
晶を用いることが多い。
【0003】この種の圧電トランスの一般的な構造とし
ては、図8の概略図に示すように圧電振動子81の主
面、即ち、表面及び裏面にそれぞれ電気的信号を入力す
るための入力電極82a,82bを、また端面に出力電
極83を形成したものがある。この場合には、複数の面
から引き出し電極の取りだしが必要とされる。
【0004】また、矩形板状の圧電振動子の側面にのみ
入出力電極を形成した圧電トランスにおいては、図9の
概略図を示すように圧電振動子91の側面にのみ、一対
の入力電極92a,92bと一対の出力電極93a,9
3bが形成されている。したがってこの場合には表面実
装には何らかの工夫が必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に圧電トランス
は、小型化・低背化・低コスト化の要求が非常に強い。
しかしながら、従来の圧電トランスは、これらの要求を
十分に満足できなないという欠点があった。即ち、図8
に示したトランスにおいては、矩形板状の圧電振動子の
上下表面と端面の少なくとも3面から引き出し電極を取
り出す必要があるため、圧電振動子を小さくしても、圧
電トランスとしては小型化・低背化・低コスト化の要求
を十分満足出来ないという欠点があった。
【0006】また、図9に示したトランスにおいても、
電極が矩形板状の圧電振動子の側面にのみ存在するた
め、そのままの構成では表面実装は困難であり、支持
具、引き出し電極等を工夫して表面実装を行う場合で
も、振動子の表面積より支持具等の寸法が大きくなり、
本来のトランスの要求を満たすことは困難であった。
【0007】以上、従来の圧電トランスでは、小型化・
低背化・低コスト化の市場要求を十分に満たすことは非
常に困難であるという欠点があった。
【0008】それ故に本発明の課題は、小型化・低背化
・低コスト化が図れ、さらに特性・信頼性等の劣化なく
表面実装が容易となる圧電トランス及びそれを用いたト
ランス装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いに
対向した2主面とこれらの主面間に延在する側面とで規
定された矩形板状の圧電振動子と、前記側面に備えた少
なくとも一対の入力電極及び少なくとも一対の出力電極
を有する圧電トランスにおいて、前記入力電極及び前記
出力電極の各々を前記2主面のうちの一方の主面に存在
する振動の節点に延長させて延長電極部を形成したこと
を特徴とする圧電トランスが得られる。
【0010】また本発明によれば、前記圧電トランスに
おいて、前記延長電極部は前記一方の主面上でかつ前記
側面の近傍に位置していることを特徴とする圧電トラン
スが得られる。
【0011】また本発明によれば、前記圧電トランスを
プリント基板上に実装したトランス装置であり、前記プ
リント基板は、前記入力電極及び前記出力電極の各々の
延長電極部に対応する位置の電極パッドと、前記電極パ
ッドに接続された圧電トランス用駆動回路及び制御回路
とを備え、前記圧電トランスは前記延長電極部が前記電
極パッドに接触した状態で前記プリント基板に搭載され
ていることを特徴とするトランス装置が得られる。
【0012】また本発明によれば、前記トランス装置に
おいて、前記電極パッドと前記プリント基板との間に電
気的導通を有する弾性材を介在させ、これにより前記圧
電トランスを前記プリント基板から離間させたことを特
徴とするトランス装置が得られる。
【0013】また本発明によれば、前記トランス装置に
おいて、前記電極パッドは弾性特性及び電気的導通を有
した板バネであり、前記板バネにより前記圧電トランス
を前記プリント基板に離間した状態で弾力的に支持した
ことを特徴とするトランス装置が得られる。
【0014】
【作用】本発明においては、圧電トランスの一主面にの
み引き出し用の電極を形成し、プリント基板に直接に接
続可能としたことにより、表面実装が容易になる。さら
に圧電トランスとプリント基板の間に電気的導通を有す
る弾性物体を介在させることにより特性、信頼性を大い
に向上し、圧電トランスの実装面積を非常に小さくする
ことにより、特性・信頼性・小型化を十分に満足し、容
易に表面実装を可能にする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
【0016】図1は本発明の実施の一形態に係る圧電ト
ランスを示す斜視図であり、図2はその圧電トランスの
変位分布を示す説明図である。この圧電トランスは、互
いに対向した2主面とこれらの主面間に延在する側面と
で規定された矩形板状の圧電振動子11を含んでいる。
圧電振動子11の側面には少なくとも一対の入力電極1
2a,12b及び少なくとも一対の出力電極13a,1
3bを備えている。なお図2より分かるように、圧電振
動子11の長さ方向の1/4・3/4の点がノード(節
点)になっている。
【0017】この圧電トランスにおいては、さらに、入
力電極12a,12b及び出力電極13a,13bの各
々を前記2主面のうちの一方の主面、即ち、上面に存在
する点状あるいは線状の振動のノード(節点)に延長さ
せて引き出し用の電極としての延長電極部12a´,1
2b´,13a´,13b´を形成している。
【0018】圧電振動子11は、その寸法が40mm×
10mm×1.5mmのものであり、図3に示すように
複数枚のPZT系セラミック矩形板34を重ね合せるこ
とで作られている。さらに入力電極12a,12b及び
出力電極13a,13bはAg−Pd系材料の焼き付け
にて形成したものである。なお入力電極側のAg−Pd
系材料は各セラミック矩形板34に対し内部電極35と
して示すように一体積層状態に形成されている。結果と
して、この圧電トランスは図1に示す構成をもつ。
【0019】次に、図1の圧電トランスの特性を説明す
る。ここで負荷抵抗を冷陰極管とほぼ同等の50kΩと
したとき、積層数による出力電圧特性を表1に示す。ま
た入力電圧を上げることでφ2.6×220mmの冷陰
極管を点灯することができた。
【0020】
【表1】
【0021】次に図4は本発明の実施の他の形態に係る
圧電トランスを示す斜視図である。この圧電トランス
は、図1の圧電トランスとほぼ同一な構成をもち、故
に、同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
さらに図4の圧電トランスにおいては、延長電極部12
a´,12b´,13a´,13b´は一方の主面上で
かつ側面の近傍に位置している。
【0022】図4(又は図1)の圧電トランス53は図
5に示すようにプリント基板51に実装される。プリン
ト基板51はガラエポを用いて作られたものである。プ
リント基板51には、圧電トランス用駆動回路及び制御
回路で構成される冷陰極管インバータ52が搭載されて
いる。プリント基板51上にはさらに、圧電トランスの
延長電極部12a´,12b´,13a´,13b´に
各々対応した複数の電極パッド54を形成する。このプ
リント基板51に対し、圧電トランス53を延長電極部
12a´,12b´,13a´,13b´が電極パッド
54に接触した状態で搭載する。こうして本発明の実施
の一形態によるトランス装置が製造される。なお電極パ
ッド54は冷陰極管インバータ52に図示しないライン
を介して接続されている。
【0023】表2に圧電トランス53の実装前後のQm
の変化を示す。なお、比較に用いた圧電トランスは入力
側を5層積層した構成のものである。
【0024】
【表2】
【0025】表2より、図1の構成よりも図4の構成の
ほうが実装によるQmの低下が小さいことがわかる。こ
れは、図4の構成のほうが圧電振動子の一主面に延長し
た電極面積が小さいため、実装の影響が少なくすんでい
るためである。したがって、さらに電極面積を小さくす
ればより一層の特性向上が可能である。
【0026】さらに図6は本発明の実施のさらに他の形
態に係るトランス装置を説明するための図である。この
トランス装置において、図5のトランス装置の場合と同
様な部分については同じ符号を付して説明を省略する。
図5において、電極パッド54とプリント基板51との
間に電気的導通を有したコイルバネ状の弾性材61を介
在させ、圧電トランス53をプリント基板51に直接に
接することなく弾力的に支持した状態で表面実装する。
【0027】図7は本発明の実施のさらに他の形態に係
るトランス装置を説明するための図である。このトラン
ス装置において、図5のトランス装置の場合と同様な部
分については同じ符号を付して説明を省略する。図7に
おいて、プリント基板51上に形成した電極パッド54
は弾性特性と電気的導通を有した半円状の板バネ71よ
りなり、圧電トランス53はプリント基板51と接する
ことなく、板バネ71と接することで電気的導通を得つ
つ圧電トランス53を弾力的に支持した状態で表面実装
する。
【0028】図6及び図7における実装前後のQmの変
化を表3に示す。
【0029】ここで圧電トランスは図4の構成のもの
で、5層積層品である。
【0030】
【表3】
【0031】表3から、図6や図7の構成にすることに
より、実装前後でQm値がほとんど低下しないことがわ
かる。このことは圧電トランスを実用化する上で、非常
に有効である。
【0032】最後に本発明の実施の各形態において、圧
電トランスの一主面に形成した引き出し用の電極、即
ち、延長電極部12a´,12b´,13a´,13b
´とプリント基板51上の電極パッド54との電気的接
続は、はんだ、導電接着剤、押さえつけ等による接触の
場合でほとんど同一の特性を示すことを付け加えてお
く。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電トラ
ンスは1つの表面にのみ引き出し用の電極を取り出せる
ため、従来の圧電トランスと比較して、大いに小型化・
低背化・低コスト化が可能であり、さらに特性・信頼性
等の劣化なく表面実装が容易となるため、実用的効果は
非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態に係る圧電トランス
を示す斜視図。
【図2】本発明の圧電トランスにおける変位分布図。
【図3】図1の圧電トランスの積層構成を示す分解斜視
図。
【図4】本発明の実施の第2の形態に係る圧電トランス
を示す斜視図。
【図5】本発明の実施の第1の形態に係るトランス装置
を分解状態で示す斜視図。
【図6】本発明の実施の第2の形態に係るトランス装置
を分解状態で示す斜視図。
【図7】本発明の実施の第3の形態に係るトランス装置
を分解状態で示す斜視図。
【図8】従来の圧電トランスを示す斜視図。
【図9】従来の圧電トランスを示す斜視図。
【符号の説明】
11 圧電振動子 12a,12b 入力電極 12a´,12b´ 延長電極部 13a,13b 出力電極 13a´,13b´ 延長電極部 34 セラミック矩形板 35 内部電極 51 プリント基板 52 冷陰極管インバータ 53 圧電トランス 54 電極パッド 61 弾性材 71 板バネ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに対向した2主面とこれらの主面間
    に延在する側面とで規定された矩形板状の圧電振動子
    と、前記側面に備えた少なくとも一対の入力電極及び少
    なくとも一対の出力電極を有する圧電トランスにおい
    て、前記入力電極及び前記出力電極の各々を前記2主面
    のうちの一方の主面に存在する振動の節点に延長させて
    延長電極部を形成したことを特徴とする圧電トランス。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧電トランスにおいて、
    前記延長電極部は前記一方の主面上でかつ前記側面の近
    傍に位置していることを特徴とする圧電トランス。
  3. 【請求項3】 請求項1及び2記載の圧電トランスをプ
    リント基板上に実装したトランス装置であり、前記プリ
    ント基板は、前記入力電極及び前記出力電極の各々の延
    長電極部に対応する位置の電極パッドと、前記電極パッ
    ドに接続された圧電トランス用駆動回路及び制御回路と
    を備え、前記圧電トランスは前記延長電極部が前記電極
    パッドに接触した状態で前記プリント基板に搭載されて
    いることを特徴とするトランス装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のトランス装置において、
    前記電極パッドと前記プリント基板との間に電気的導通
    を有する弾性材を介在させ、これにより前記圧電トラン
    スを前記プリント基板から離間させたことを特徴とする
    トランス装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載のトランス装置において、
    前記電極パッドは弾性特性及び電気的導通を有した板バ
    ネであり、前記板バネにより前記圧電トランスを前記プ
    リント基板に離間した状態で弾力的に支持したことを特
    徴とするトランス装置。
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WO2008049415A1 (de) 2006-10-24 2008-05-02 Epcos Ag Piezoelektrischer transformator
JP2009183144A (ja) * 1997-05-16 2009-08-13 Seiko Instruments Inc 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器
JP2010004036A (ja) * 2008-05-28 2010-01-07 Epcos Ag 圧電素子のサスペンション及び接触用装置

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