JPH1041560A - 圧電トランス - Google Patents

圧電トランス

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JPH1041560A
JPH1041560A JP8195060A JP19506096A JPH1041560A JP H1041560 A JPH1041560 A JP H1041560A JP 8195060 A JP8195060 A JP 8195060A JP 19506096 A JP19506096 A JP 19506096A JP H1041560 A JPH1041560 A JP H1041560A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ことを課題とする。 【解決手段】 本発明は、平面視略矩形状の基板と、該
基板の上下面の各々に当該基板の長手方向に沿って一方
側の端部から略中央まで形成された第1電極層と、前記
基板の他方側の端面に形成された第2電極層とを備えた
圧電トランスであって、前記基板は、圧電トランスの固
有共振周波数下での振動の変位量がほぼ0の部位に貫通
穴が穿設されていることを特徴とする圧電トランスを提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電体材料から
なる基板を用いた圧電トランスに関し、特に実装基板等
への取付けが容易となる圧電トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】圧電トランスは、従来からよく知られて
いるように、入力の電気エネルギを一旦機械エネルギに
変換した後に再び電気エネルギに変換するといった原理
により、圧電効果を利用して低入力電圧から昇圧されて
高出力電圧を得ることが可能なものであり、巻線トラン
スを用いた場合の電磁波ノイズの発生、発熱による発火
および昇圧効率の低下といった問題が極めて少ないもの
である。このような特徴を生かして、圧電トランスは、
近年、例えば液晶ディスプレイのバックライト用冷陰極
管を始動させるような高電圧を必要とする部位に用いる
ことが検討され始めている。
【0003】この圧電トランスは、例えば、図5に示す
ように、チタン酸ジルコン酸鉛(以下PZTと称す)等
の強誘電性材料からなる平面視略矩形状の基板31と、
基板31の上下面の各々にこの基板31の長手方向に沿
って一方側の端部から略中央まで形成された上面電極層
32a及び下面電極層32bと、基板31の他方側の端
面に形成された端面電極層33とを備えたものである。
この圧電トランスでは、その基板材料や基板の寸法形状
等で決まる固有共振周波数の交流電圧を上面電極層32
aと下面電極層32bとの間に印加すると、逆圧電効果
によりその長さ方向に強い機械振動が発生し、この機械
振動を圧電効果によって端面電極層33から昇圧された
高出力電圧として取り出される。
【0004】図6のグラフは、圧電トランスの振動の最
大変位量が最も大きくなる固有共振周波数(例えばλ
(1波長)モード)下における振動の変位量と基板31
の各位置との関係を示し、ほぼ0となる部分(以下非振
動部分と称す)及び最大となる部分が決まっている(図
6において横軸は基板31の各位置を示し、縦軸は基板
の固有共振周波数下の任意時点における変位量を示
す)。
【0005】このような構造の圧電トランスでは、実装
基板等へ実装される際に、振動の変位量が小さくならな
いようにするために、上記非振動部分を押さえ固定する
必要がある。従来、この非振動部分を押さえ固定するた
めに、例えば、図7(a)に示すような取付冶具35が
用いられている。この取付冶具35は、基板31が挿入
される中空部35aを有する管状形状をなし、その内壁
上下面には、中空部35aに挿入された基板31と接触
するAl等からなる導出端子35bがその一方端が片持
ち状態で2つ設けられており、各他方端はこの外壁面か
ら外方へ導出されている。
【0006】また、取付冶具35の上面には1つのネジ
穴35cが穿設されており、ネジ穴35c内にネジ(図
示せず)を螺着させて導出端子35bを介して基板31
を押圧し固定する。このとき、これら取付冶具35は、
図7(b)に示す如く、予め圧電トランスの非振動部分
のピッチに合わせて実装基板34上に固着されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造の圧電トランスでは、基板31の表面を押圧固
定して取り付けられているので、圧電トランスに交流電
圧を印加した際の自身の振動により、基板31が取付冶
具35に対して位置ずれを起こしやすくなり、この場合
にはその非振動部分以外の振動部分を押圧固定してしま
う結果、振動の変位量が抑えられてしまい、圧電効果に
よる昇圧比が小さくなってしまうといった問題がある。
【0008】また、上記基板31は、その表面がフラッ
ト形状であるために、上述したような高価で複雑な構造
の取付冶具35を用い、この取付冶具35の中空部35
a内に挿入した後にネジを螺着し、基板31の表面を導
出端子35bを介して押圧固定しなければならず、取付
作業が非常に面倒である。本発明は、このような事情に
鑑みてなされたものであって、実装基板等への取付け作
業が非常に容易であり、低価格な取付冶具を用いて実装
基板等へ実装することが可能な圧電トランスおよびその
実装構造を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、平面視略矩形状の基板と、該基板の上下
面の各々に当該基板の長手方向に沿って一方側の端部か
ら略中央まで形成された第1電極層と、前記基板の他方
側の端面に形成された第2電極層とを備えた圧電トラン
スであって、前記基板は、圧電トランスの固有共振周波
数下での振動の変位量がほぼ0の部位に貫通穴が穿設さ
れていることを特徴とする圧電トランスを提供するもの
である。
【0010】また、本発明は、平面視略矩形状の基板が
複数枚積層され一体化された積層体と、各基板間にて前
記積層体の長手方向に沿って一方側の端部から略中央部
に向かって形成された内部電極層と、これら内部電極層
のうちの一層おきと電気的に接続するように前記積層体
の外周面に形成された外部電極層と、前記積層体の他方
端面に形成された端面電極層とを備えた圧電トランスで
あって、前記積層体は、圧電トランスの固有共振周波数
下における振動の変位量がほぼ0の部位に貫通穴が穿設
されていることを特徴とする圧電トランスを提供するも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定される
ものでない。図1は本実施例の圧電トランスを示す斜視
図である。この圧電トランスは、平面視矩形状のPZT
からなる基板1と、この基板1の上下面の各々に基板1
の長手方向に沿って一方側の端部から略中央まで形成さ
れた銀パラジウムからなる上面電極層2aおよび下面電
極層2b(第1電極層)と、基板1の他方側の端面に形
成された銀パラジウムからなる端面電極層(第2電極
層)3とを備えたものである。
【0012】基板1は、その長さ寸法が30mm程度、
その幅寸法が7mm程度及びその厚み寸法が1.5mm
程度のものである。そして、圧電トランスは、上面電極
層2aと下面電極層2bとの間に120kHz程度の周
波数(固有共振周波数)の交流電圧を印加させると、基
板1の両端から長さ方向に沿って各々7.5mm程度の
部分(以下非振動部分)でその振動の変位量がほぼ0と
なる。
【0013】そして、本実施例の圧電トランスでは、基
板1の非振動部分(の幅方向における略中央部分)に、
直径1.1mm程度の平面視略円形状の貫通穴4が15
mmのピッチ間隔で各々穿設されている。このように、
本実施例の圧電トランスでは、基板1の非振動部分に貫
通穴4が穿設されているので、これを実装基板に取り付
ける際に、例えば、図2に示すように、実装基板5に貫
通穴4のピッチ寸法と略同一ピッチ寸法で貫通穴6を予
め穿設し、基板1と実装基板5との間に銅等からなるス
ペーサ7を介在させた状態で、両貫通穴4、6内に直径
1mm程度のネジ8を挿入させ、基板1の下面側でナッ
ト9で締めるといった簡単な構造で取り付けることがで
きる。このため、基板1は、固有共振周波数の交流電圧
が印加され自身が振動して水平方向に位置ずれを起こそ
うとしても、ネジ8が貫通穴4の内壁面に接触するの
で、大きく位置ずれすることが無く、非振動部分を押さ
え固定した状態を確実に維持でき、振動の大きな変位量
を安定して得ることが可能となる。
【0014】また、本実施例の圧電トランスでは、上述
したようにネジ8をナット9で締めるといった簡単で容
易な作業により、実装基板5に取り付けることが可能と
なる。さらに、図示はしないが、本実施例の圧電トラン
スの端面電極層3と実装基板5の配線パターン(図示せ
ず)との電気的接続は、端面電極層3を基板1の下面側
にその長手方向に沿って7.5mm程度、つまり非振動
部分まで延出することにより、導電性のスペーサ7を介
して得ている。
【0015】また、上記圧電トランスにおける貫通穴4
は、グリーンシート状態の基板に対して押圧ピンを押圧
して抜き加工することにより穿設される。上面電極層2
a、下面電極層2b及び端面電極層3は、スクリーン印
刷・焼成方法等により形成される。さらに、本実施例の
圧電トランスの、各第1電極層と実装基板5の配線パタ
ーン9との電気的接続について、図3に示す一部切欠き
拡大断面図を参照しつつ述べると、まず、下面電極層2
bと配線パターン9とは、電気的上面電極層2aとネジ
8との間を電気的に絶縁させるべく、樹脂等の絶縁物か
らなるスペーサ10を介在させるとともに、貫通穴4の
内壁面にエポキシ樹脂等の絶縁樹脂11を形成すること
により得られ、一方、上面電極層2aと実装基板5の配
線パターン12とは、(図2には示していない)アルミ
ニウム等の金属線13で電気的に接続させている。上記
の圧電トランスにおいて、上面電極層2a及び内部電極
層を貫通穴の周縁部分から数mm程度離間した状態で印
刷等により形成し、下面電極層2bをスペーサ10と接
触するように印刷等により形成するようにしてもよい。
【0016】本発明は、上記実施例のようなローゼン型
圧電トランスに限られるものでなく、複数の基板を積層
した積層型の圧電トランスにも適用可能である。すなわ
ち、本発明の積層型圧電トランスは、図4に示すよう
に、平面視略矩形状の基板14aが複数枚積層された積
層体14と、各基板14a間にて積層体14の長手方向
に沿って一方側の端部から略中央部に向かって形成され
た内部電極層15と、これら内部電極層15のうちの一
層おきと電気的に接続するように積層体14の両側面
(外周面)の各々に形成された外部電極層16と、積層
体14の他方端面に形成された端面電極層17とを備
え、積層体14は、上述したローゼン型のものと同様に
圧電トランスの固有共振周波数下における非振動部分に
貫通穴18が穿設されている。尚、外部電極層16は、
それぞれ上面電極層19または下面電極層20と電気的
に接続されている。また、各電極層の材質は、ローゼン
型圧電トランスと同様に、銀パラジウムやPd、Pt、
CuまたはNi等の金属を用いることが可能である。
【0017】本実施例では、貫通穴4の形状を平面視略
円形状としているが、これに限定されるものでなく、平
面視矩形状のものでもよい。また、貫通穴の寸法は、で
きるだけ振動の変位量が0もしくは0に近い部分のみに
形成されるように、例えば貫通穴が平面視略円形状の場
合、直径寸法が小さい方が好ましい。
【0018】さらに、貫通穴の個数は、本実施例のよう
に各非振動部分に1つと限るものでなく、複数個穿設し
てもよい。各非振動部分に貫通穴が複数個、例えば二個
隣合うように穿設される場合には、凹形状ピンを用い、
この凹形状ピンを、実装基板上に(スペーサを介して)
載置された基板の隣合う貫通穴内に挿入し、実装基板下
面から突出した部分を折り曲げることにより、圧電トラ
ンスを実装基板に取り付けることも可能である。
【0019】加えて、本実施例では、圧電トランスを、
ネジをナット締めすることにより実装基板に取り付けて
いるが、これに限定されるものでなく、割りピンを用
い、この割りピンを貫通穴内に挿入し、基板下面から突
出したピンの部分を折り曲げることにより実装基板に取
り付けても良く、また、その他の手段としては、貫通穴
内に樹脂からなる柱状のピンを挿入し、この柱状ピンの
首部を加熱することによりかしめるといった方法で取り
付けても良い。
【0020】尚、圧電トランスを実装基板等に取り付け
る際の貫通穴とネジ/ピンとのクリアランスはできるだ
け小さい方が好ましい。また、本発明の圧電トランスで
は、上記実施例に示したような寸法のものに限定される
ものでない。
【0021】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、次のような効果を奏する。 (1)本発明の圧電トランスでは、基板(請求項2につ
いては積層体)の固有共振周波数下の振動の変位量がほ
ぼ0の部位(非振動部分)に貫通穴が穿設されているの
で、例えば、これを実装基板に取り付ける際に、ネジを
貫通穴に挿入しナット締めするといった簡単な構造で取
り付けることができるため、基板は、固有共振周波数の
交流電圧が印加され自身が振動して水平方向に位置ずれ
を起こそうとしても、ネジが貫通穴の内壁面に接触する
ので、大きく位置ずれすることが無く、非振動部分を押
さえ固定した状態を確実に維持でき、振動の大きな変位
量を安定して得ることが可能となる。 (2)本発明の圧電トランスでは、上述したように基板
(請求項2については積層体)の非振動部分に貫通穴が
穿設されているので、この貫通穴を利用して、例えば、
ネジを貫通穴に挿入しナットで締めるのみで、実装基板
に取り付けることが可能となり、作業性が非常に容易と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例の圧電トランスを示す斜視図であ
る。
【図2】 本実施例の圧電トランスを実装基板に取り
付けた状態を示す一部切欠き断面図である。
【図3】 本実施例の圧電トランスを実装基板に取り
付けた状態を示す一部切欠き拡大断面図である。
【図4】 本実施例の圧電トランスの変形例を示し、
積層型圧電トランスを示す斜視図である。
【図5】 従来の圧電トランスを示す斜視図である。
【図6】 従来の圧電トランスの固有共振周波数下に
おける基板の振動の変位量と基板の各位置との関係のグ
ラフを示す図である。
【図7】 従来の圧電トランスを実装基板に取り付け
るための取付冶具を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 基板 2 第1電極層 3 第2電極層 4 貫通穴 5 取付冶具

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面視略矩形状の基板と、該基板の上下
    面の各々に当該基板の長手方向に沿って一方側の端部か
    ら略中央まで形成された第1電極層と、前記基板の他方
    側の端面に形成された第2電極層とを備えた圧電トラン
    スであって、 前記基板は、圧電トランスの固有共振周波数下での振動
    の変位量がほぼ0の部位に貫通穴が穿設されていること
    を特徴とする圧電トランス。
  2. 【請求項2】 平面視略矩形状の基板が複数枚積層され
    一体化された積層体と、各基板間にて前記積層体の長手
    方向に沿って一方側の端部から略中央部に向かって形成
    された内部電極層と、これら内部電極層のうちの一層お
    きと電気的に接続するように前記積層体の外周面に形成
    された外部電極層と、前記積層体の他方端面に形成され
    た端面電極層とを備えた圧電トランスであって、 前記積層体は、圧電トランスの固有共振周波数下におけ
    る振動の変位量がほぼ0の部位に貫通穴が穿設されてい
    ることを特徴とする圧電トランス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333589B1 (en) 1998-04-10 2001-12-25 Nec Corporation Laminated piezoelectric transformer and method for manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6333589B1 (en) 1998-04-10 2001-12-25 Nec Corporation Laminated piezoelectric transformer and method for manufacturing the same

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