JPH104224A

JPH104224A - 圧電トランス電源

Info

Publication number: JPH104224A
Application number: JP8155825A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Kumasaka; 克典熊坂; Takashi Katsuno; 超史勝野; Koichi Okamoto; 幸一岡本; Yoshiaki Fuda; 良明布田
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電トランス電源の信頼性を向上し、小形
化、低背化及び低コスト化を図り、また、放熱を容易に
行う。【解決手段】圧電トランスは、圧電セラミック矩形板
１１の内部に複数の内部電極を有し、これとそれぞれ電
気的に接続する１組の外部の入力電極１２ａ，１２ｂと
出力電極１３ａ，１３ｂを前記矩形板の側面に形成す
る。前記圧電トランスと、各々が絶縁された４つの線状
導体１６ａ〜ｄと開口部１６ｅ〜ｈを有する可撓性絶縁
シート（ＦＰＣ）１７を、樹脂製ケース１５の内部に挿
入し、前記圧電トランスの入力電極、出力電極と前記Ｆ
ＰＣの線状導体を各々一対一に接続し、前記圧電トラン
スの外部電極を回路基板１４と接続する。前記ＦＰＣに
は、前記圧電トランスの振動節点近傍以外の開口部１８
が設けられているから、放熱に役立ち、また、前記圧電
トランスの振動を妨げない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランス電
源、特に電力の取り出しに、線状導体を有する可撓性絶
縁シートを用い、一表面からのみ電力を取り出すことに
より、信頼性が高く、小形、低背化を実現した圧電トラ
ンス電源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動子矩形板を応用したデバイスと
して、圧電トランスが知られている。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く、一般的な構造としては、図
４の概略図に示すように、圧電セラミック矩形板（圧電
振動子）１１の表面又は側面にそれぞれ電力を入力、出
力できる入力電極１２ａ，１２ｂと出力電極１３が形成
されて、かつ、電力の取り出しは、圧電セラミック矩形
板１１上に形成された入力電極１２ａ，１２ｂ、出力電
極１３にリード線１２ｃ，１２ｄ，１３ｃを直接半田付
けするか、又はバネ状の導体４４で取り出す方法が一般
的であった。

【０００３】また、図５に示すように、可撓性絶縁シー
ト５１を用いた場合でも、複数の表面から電力を取り出
すため、信頼性に劣り、構造が複雑であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に圧電トランス
は、信頼性が高く、小形化、低背化、低コスト化の要求
が非常に強いが、従来の圧電トランスの構成では、これ
らの要求を十分に満足できないという欠点があった。

【０００５】すなわち、図４，５に示したように、圧電
トランスにリード線等を接続するため、圧電トランスの
小形、低背化を図っても、実装面積、工数が膨大となっ
た。また、圧電トランスの一表面からのみ、リードを取
り出そうとすると、リード線の引き回しが煩雑となり、
信頼性、小形低背化が困難であった。さらに、従来の圧
電トランスの構造のまま、可撓性絶縁シートを用いた場
合は、複数の表面から電力を取り出すため、構造が複雑
になり、信頼性に欠け、それ以上の低背化が不可能であ
った。また、可撓性絶縁シートが圧電トランスの振動子
を拘束し、特性を劣化させる欠点があった。以上、従来
の圧電トランスには、小形化、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。

【０００６】そこで、本発明は、前記従来の技術の欠点
を改良し、圧電トランス電源の信頼性を向上し、また、
小形化、低背化及び低コスト化を図り、さらに、放熱を
容易に行うことを図るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
線状導体を可撓性絶縁シートの一面に設け、電力を入力
するための少なくとも１組の入力用電極と電力を取り出
すための少なくとも１つの出力用電極を有する圧電トラ
ンスをケースに挿入し、前記可撓性絶縁シートを介して
回路基板上に前記圧電トランス及び圧電トランスを挿入
したケースを固定し、電気的接続を可能とした圧電トラ
ンス電源において、前記可撓性絶縁シートは、前記圧電
トランスの線状又は点状の振動節点を支持する構成と
し、該振動節点近傍以外は開口部とした圧電トランス電
源が、得られる。

【０００８】また、本発明によれば、前記可撓性絶縁シ
ートの複数の線状導体は、蛇行状等の直線以外の形状に
構成し、前記回路基板上の各々の電極と接続した前記に
記載の圧電トランス電源が得られる。

【０００９】

【作用】本発明の圧電トランス電源を用いれば、ケース
に挿入した圧電トランスを線状導体を有する可撓性絶縁
シートを介し、回路基板と接続することにより、一表面
からのみ回路基板と接続することで、信頼性を十分確保
し、部品点数、実装面積を抑えた、小形化・低背化、低
コスト化が図れた圧電トランス電源を提供することがで
きる。

【００１０】また、本発明によれば、可撓性絶縁シート
に圧電トランスの振動節点近傍以外の開口部を設けるこ
とにより、放熱作用を営み、また、圧電振動子の振動を
妨げない圧電トランス電源を提供することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態については、
実施例の項で説明する。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の圧電トランスの実施例につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１（ａ）と（ｂ）は、本発明の第１実施
例に係る圧電トランスの構成を示す斜視図と断面図であ
る。図１に示すように、圧電トランスは、圧電セラミッ
ク矩形板１１の内部に複数の内部電極を有し、この内部
電極とそれぞれ電気的接続を持たせた１組の外部の入力
電極１２ａ，１２ｂを圧電セラミック矩形板１１の両側
面に形成した。さらに、外部の出力電極１３ａ，１３ｂ
も圧電セラミック矩形板１１の側面に形成した。ここ
で、圧電セラミック矩形板１１の寸法は、４０ｍｍ×６
ｍｍ×１．５ｍｍであり、ＰＺＴ系セラミックを用い、
内部電極は、Ａｇ／Ｐｂを一体焼結し、外部電極は、Ａ
ｇを焼き付けにて形成した。次に、前記圧電トランスを
挿入され、かつ、振動節点で支持、固定する形状のケー
ス１５を樹脂の射出成形により形成した。ここで、１５
ａ〜ｄは、ケース１５の外部凸部である。さらに、ケー
ス１５の内部に、各々が絶縁された４つの線状導体１６
ａ〜ｄと開口部１６ｅ〜ｈを有する可撓性絶縁シート
（ＦＰＣ）１７を形成し、前記圧電トランスの入力電極
１２ａ，１２ｂ、出力電極１３ａ，１３ｂと前記可撓性
絶縁シート１７の線状導体１６ａ〜ｄを各々一対一に電
気的に接続し、前記圧電トランスの外部電極を回路基板
１４と接続した。さらに、ケース１５の外部凸部１５ａ
〜ｄを開口部１６ｅ〜ｈに挿入した後、回路基板１４の
開口部１４ｅ〜ｈに挿入固定した。ここで用いた可撓性
絶縁シート１７には、圧電トランスの振動節点近傍以外
の開口部１８が設けられている。可撓性絶縁シート１７
に圧電トランスの振動節点近傍以外の開口部１８を設け
ると、放熱対策に有利であり、また、圧電セラミック矩
形板１１の振動を妨げない。ここで、１９は、回路部品
である。

【００１４】下記の表１に一般的構成のリード線を用い
た場合とＦＰＣ（全面、振動節点近傍以外開口部）を用
いた場合との圧電トランス電源の特性比較を示す。この
とき、圧電トランスは、一体積層品（１０層）であり、
負荷にはφ２ｍｍ×２００ｍｍの冷陰極管を用いた。表
１に示すように、ＦＰＣの場合でも、従来のリード取り
出しと同等の特性が得られている。

【００１５】

【表１】

【００１６】また、下記の表２に圧電トランス電源のエ
ージング結果を示すが、１０００時間後に特性の劣化は
確認できない。

【００１７】

【表２】

【００１８】図２（ａ）と（ｂ）は、本発明の第２実施
例に係る圧電トランスの構成を示す斜視図と断面図であ
る。図２に示すように、圧電トランスは、圧電セラミッ
ク矩形板１１の内部に複数の内部電極を有し、この内部
電極と交互にそれぞれ電気的接続を持たせた１組の外部
の入力電極１２ａ，１２ｂを圧電セラミック矩形板１１
の両側面に形成した。さらに、出力電極１３ａ，１３ｂ
も圧電セラミック矩形板１１の側面に形成した。ここ
で、圧電セラミック矩形板１１の寸法は、４０ｍｍ×６
ｍｍ×１．５ｍｍであり、ＰＺＴ系セラミックを用い、
内部電極は、Ａｇ／Ｐｂを一体焼結し、外部電極は、Ａ
ｇを焼き付けにて形成した。次に、前記圧電トランスを
挿入され、かつ、振動節点で支持、固定する形状のケー
ス１５を樹脂の射出成形により形成した。ここで、１５
ａ〜ｄは、ケース１５の外部凸部である。さらに、ケー
ス１５の内部に、各々が絶縁された４つの蛇行状の線状
導体３６ａ〜ｄと開口部１６ｅ〜ｈを有する可撓性絶縁
シート（ＦＰＣ）１７を形成し、前記圧電トランスの入
力電極１２ａ，１２ｂ、出力電極１３ａ，１３ｂと前記
可撓性絶縁シート１７の蛇行状の線状導体３６ａ〜ｄを
各々一対一に電気的に接続し、前記圧電トランスの外部
電極を回路基板１４と接続した。蛇行状の線状導体は、
直線状のそれより振動を伝え易い。さらに、ケース１５
の外部凸部１５ａ〜ｄを開口部１６ｅ〜ｈに挿入した
後、回路基板１４の開口部１４ｅ〜ｈに挿入固定した。
ここで１９は、回路部品である。

【００１９】下記の表３に一般的構成のリード線を用い
た場合とＦＰＣ（全面、振動節点近傍以外開口部）を用
いた場合との圧電トランス電源の特性比較を示す。この
とき、圧電トランスは、一体積層品（１０層）である。

【００２０】

【表３】

【００２１】図３（ａ）と（ｂ）は、本発明の第３実施
例に係る圧電トランスを示す斜視図と断面図である。図
３に示すように、出力電極１３ａを圧電セラミック矩形
板１１の端面に形成し、出力電極１３ｂを圧電セラミッ
ク矩形板１１の中央を取り巻くように形成した。可撓性
絶縁シート１７の端部から、蛇行状の線状導体３７ａを
外側に伸長して出力電極１３ａに接続し、蛇行状の線状
導体３７ｃを内側に伸長して出力電極１３ｂに接続し、
円形状の線状導体３７ｂ，３７ｄを、それぞれ入力電極
１２ａ，１２ｂに接続する。第３実施例は、第２実施例
と同様の効果を奏する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電トラ
ンス電源を用いれば、リード線等を引き回すことなく、
複数の接続導体を一面に有する可撓性絶縁シートによ
り、圧電振動子の一表面から容易に電気信号を外部の回
路基板と接続できるため、作業時間を大幅に短縮し、さ
らに、容易にケース、圧電トランス、可撓性絶縁シート
及び回路基板が一体化できるため、信頼性を十分高め、
かつ、小形化、低背化及び低コスト化を大幅に向上でき
ることから、実用的効果は非常に大きい。

【００２３】また、本発明によれば、可撓性絶縁シート
に圧電トランスの振動節点近傍以外の開口部を設けたか
ら、放熱作用を営み、さらに、圧電振動子の振動を妨げ
る支障を生じないので、圧電トランス電源として利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧電トランスを示
し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−
Ａ′線による断面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る圧電トランス電源を
示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ
−Ｂ′線による断面図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る圧電トランス電源を
示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ
−Ｃ′線による断面図である。

【図４】従来の第１と第２の圧電トランスの斜視図であ
り、それぞれ（ａ）と（ｂ）に示す。

【図５】可撓性絶縁シートを用いた従来の第３の圧電ト
ランスを示す斜視図である。

【符号の説明】

１１圧電セラミック矩形板（圧電振動子）１２ａ，１２ｂ入力電極１３ａ，１３ｂ出力電極１４回路基板１４ｅ〜ｈ開口部１５ケース１５ａ〜ｄ外部凸部１６ａ〜ｄ線状導体１６ｅ〜ｈ開口部１７可撓性絶縁シート（ＦＰＣ）１８振動節点近傍以外の開口部１９回路部品３６ａ〜ｄ蛇行状の線状導体３７ａ，３７ｃ蛇行状の線状導体３７ｂ，３７ｄ円形状の線状導体

フロントページの続き (72)発明者布田良明宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の線状導体を可撓性絶縁シートの一
面に設け、電力を入力するための少なくとも１組の入力
用電極と電力を取り出すための少なくとも１つの出力用
電極を有する圧電トランスをケースに挿入し、前記可撓
性絶縁シートを介して回路基板上に前記圧電トランス及
び圧電トランスを挿入したケースを固定し、電気的接続
を可能とした圧電トランス電源において、前記可撓性絶
縁シートは、前記圧電トランスの線状又は点状の振動節
点を支持する構成とし、該振動節点近傍以外は開口部と
したことを特徴とする圧電トランス電源。
【請求項２】前記可撓性絶縁シートの複数の線状導体
は、直線以外の形状に構成し、前記回路基板上の各々の
電極と接続したことを特徴とする請求項１記載の圧電ト
ランス電源。