JP2000252088A

JP2000252088A - 圧電インバータ

Info

Publication number: JP2000252088A
Application number: JP5460799A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Arai; 聡荒井
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電トランスを回路基板に強固に固定実装し
た圧電インバータの提供。【解決手段】圧電セラミックスの支持構造を電極を兼
ねる板バネ状電極板と前記電極板により保持されるクッ
ションを用い圧電セラミックスの振動の節を強固に支持
する構造とた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ノートブック・
パソコンなどのバックライト用圧電インバータに関す
る。より詳しくは、圧電インバータのセラミック型圧電
トランスの実装構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノートブック・パソコンの冷陰極管等の
バックライトを点灯するためのインバータは、例えば６
００Ｖ程度の高電圧を必要とするため、巻き線トランス
を用いで電源電圧を昇圧する方式のインバータを用いて
きた。ところが、近年、ノートブック・パソコンの軽薄
短小化が急激に進んだ結果、巻き線トランスでは薄型化
対応できなくなってきた。そこで、薄型で高効率のイン
バータが実現できる圧電インバータが注目されはじめて
いる。

【０００３】圧電インバータの圧電トランスは、ガム状
あるいは棒状の分極処理を施されたセラミックの板が振
動することで電圧を昇圧し高電圧を発生させる。そのた
め、圧電トランスの振動を阻害するような実装方法は、
圧電トランスの電力効率を低下させるため採用できな
い。したがって、振動の最も小さい振動の節の場所で支
持している。

【０００４】従来の圧電インバータの圧電トランスの構
造を説明する。第２図は、圧電トランスの基本構造と支
持構造を示す斜視構造図である。圧電セラミックス１
は、立方体構造をしており、圧電セラミックス１の上下
に対抗して設けられた一次側入力電極２，３と高電圧を
発生する側面に位置して設けられた二次側出力電極４に
より圧電トランスが構成される。各電極から入力配線１
２、１３と出力配線２５が半田接続引き出されている。
圧電トランスの支持は、シリコン樹脂など弾性を有する
クッション１９〜２４を介して、上下方向からケースで
接着固定する。クッション１９〜２４の位置は、圧電ト
ランスの振動の節となる場所を選んでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、固定材のクッ
ションは、圧電トランス電力効率を最良に維持するた
め、圧電トランスの機械振動に悪影響を与えないよう
に、極力幅を狭くし、節の位置に正確に配置しなければ
ならない。この結果、圧電トランスの性能を良好に維持
しようとすると、圧電トランスの支持力が弱くなり耐衝
撃性が低下する上、経時的にも節の位置からずれ易くな
ることから電力効率の劣化が生じ易くなる。

【０００６】また、入力配線と出力配線は、数１０〜数
１００ｋＨｚの機械振動にさらされるため、長時間経過
すると序々に金属疲労が蓄積し、最終的に断線する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、この様な課題
を解決するために創案したもので、具体的には、圧電ト
ランスの支持構造を単純なクッション材から電極を兼ね
る板バネ状金具と金具により保持されるクッションを用
い圧電トランスを支持する構造とすることにより、圧電
トランスの性能を最大限に確保しながら、強固に支持す
る構造、入出力配線を強固にする構造、加えて、製造工
程を合理化できる構造を提供することを目的としてい
る。

【０００８】上記のように構成された圧電インバータに
おいては、図１から分かるように圧電セラミックスがク
ッション、電極板、カバーにより、強固に回路基板に実
装支持される上、圧電セラミックスの入力電極を入力配
線の機能を兼ねる電極板とし、出力電極接続を強固な出
力配線構造とするため、耐衝撃性、長期信頼性に優れ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面に基づき説明する。第１図は、本発明の圧電トランス
の斜視構造図である。圧電セラミックス１は、立方体構
造をしており、圧電セラミックス１の上下に対抗して設
けられた一次側入力電極２，３と高電圧を発生する側面
に位置して設けられた二次側出力電極４により圧電トラ
ンスが構成される基本は従来と同様である。

【００１０】圧電トランスの支持は、シリコン樹脂など
弾性を有するクッション７，８あるいはクッション７，
８が一体化したものと圧電セラミックス１の上面と下面
および側面を覆うクッション５，６と入力電極２の電気
配線とクッション５，６の押さえを兼ねる電極板９と、
さらに電極板９を補強するカバー１０およびクッション
７，８を押さえるカバー１１からなる。電極板９とカバ
ー１０，１１は、回路基板に半田あるいは、接着あるい
は、曲げ固定される。クッション５，６は、接着剤ある
いは、両面テープなどで、セラミック１と入力電極２，
３と電極板９および回路基板に固定される。同様に、ク
ッション７，８は、接着剤あるいは、両面テープなど
で、セラミック１とカバー１１および回路基板に固定さ
れる。さらに、電極板９とカバー１０も接着剤あるい
は、両面テープなどで一体化される。

【００１１】入力電極２と電極板９の電気的接続は、例
えば、半田付けなどで接続部１４で行われる。電極板９
の接続部１４は、接続強度を増すため数カ所の半田固定
にも対応可能な構造となっている。入力配線１３は、接
続部１５で入力電極３と接続している。出力配線１７
は、接続部１８により出力電極４と複数ヶ所で接続され
る。

【００１２】第３図は、本発明の電極板の斜視構造図で
ある。入力電極２に接続されるバネ性の金属材からなる
電極板９は、接続部１４と接続部１４を支える領域２
６，２７からなる。領域２６，２７は、横長の穴が多数
開口されている。このため、接続部１４は、上下方向に
対しては、容易に動けるが、セラミック１の長ての水平
方向に対しては、動きを制限される。

【００１３】第４図は、本発明の他の電極板の斜視構造
図である。入力電極２に接続されるバネ性の金属材から
なる電極板９は、接続部１４と接続部１４を支える領域
２８，２９からなるのは第３図実施例と同様である。
が、領域２８，２９は、複数回折り曲げた構造となって
いる。このため、接続部１４は、上下方向に対しては、
容易に動けるが、セラミック１の長て方向の水平方向に
対しては、動きを制限される。

【００１４】第５図は、本発明の対向側入力電極用電極
板の斜視構造図である。入力電極３に接続されるバネ性
の金属材からなる電極板３０は、第４図の電極板９を小
型化した形状となっている。接続部１５は、上下方向に
対しては、容易に動けるが、圧電セラミックス１の長て
方向の水平方向に対しては、動きを制限される。接続部
１５は、入力電極３と圧電セラミックス１の振動の節と
なる部分で半田などで接続される。

【００１５】第６図は、本発明の出力配線の斜視構造図
である。出力配線１７は、出力電極４との電気接続部１
８を複数設けている。材質は、圧電セラミックス１の振
動を阻害しないよう薄い金属薄膜を配線材として有する
柔らかいフィルムからなる。次に、製造方法について説
明する。（１）圧電セラミックス１とクッション５〜８を接着材
あるいは両面テープを用いて圧電セラミックス１の振動
の節の位置に張り合わせる。

【００１６】（２）出力電極４へ出力配線１７の接続部
１８を半田付けする。（３）回路基板に電極板３０を半田固定する。（４）電極板３０が圧電セラミックス１の振動の節の位
置になるように、回路基板と圧電セラミックス１をクッ
ション５，６，８を介して接着材あるいは両面テープで
張り合わせる。

【００１７】（５）電極板９をクッション５，６を覆う
ように被せた後、回路基板に半田付けで固定する。（６）カバー１１をクッション７，８を覆うように被せ
た後、回路基板に半田付けで固定する。（７）電極板９の接続部１４と入力電極２を半田付けで
接続する。

【００１８】（８）電極板３０の接続部１５と入力電極
３を回路基板に設けた穴を通して、半田付けで接続す
る。（９）カバー１０を電極板９を覆うように被せた後、回
路基板に半田付けで固定する。カバー１０と電極板９を
接着材あるいは両面テープで一体化させてば強固な構造
となる。

【００１９】（１０）必要に応じて、遮音板、高電圧安
全カバーをカバー１０，１１の上に、接着材あるいは両
面テープで接着固定する。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回路基板
上にクッション、電極板、カバーにより圧電セラミック
スを固定実装したことによって、圧電セラミックスの振
動に悪影響を与えずに圧電セラミックスを回路基板に強
固に実装できるため、耐衝撃性に優れるとともに、圧電
セラミックスをケース内に固定した後、回路基板にケー
スを実装し配線接続する工程が不要であるため、廉価に
製造でき、電極板と入力電極、出力配線と出力電極が強
固な構造で接続されるため電気接続の長期信頼性が高い
圧電トランスを有する圧電インバータを提供できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電トランスの実施例の斜視構造図で
ある。

【図２】従来の圧電トランスの実施例の斜視構造図であ
る。

【図３】本発明の電極板の実施例の斜視構造図である。

【図４】本発明の他の電極板の実施例の斜視構造図であ
る。

【図５】本発明の対向側入力電極用電極板の斜視構造図
である。

【図６】本発明の出力側電極引き出し配線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・・圧電セラミックス２，３・・・入力電極４・・・出力電極５，６，７，８・・・クッション９・・・電極板１０，１１・・・カバー１７・・・出力配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電トランスを搭載した照明用のインバ
ータにおいて、圧電トランスが回路基板上に組み立てら
れた構造であることを特徴とする圧電インバータ。
【請求項２】圧電トランスの圧電セラミックスの支持
が圧電セラミックスの入力電極および圧電セラミックス
の側面を押さえる二つのクッションおよび前記クッショ
ンを覆い固定する電極板を設けられたことを特徴とする
請求項１記載の圧電インバータ。
【請求項３】前記電極板は、前記入力電極と電気接続
するための接続部と前記接続部を支える領域からなり、
前記領域に多数の細長い穴が開口されていることを特徴
とする請求項２記載の圧電インバータ。
【請求項４】前記電極板は、前記入力電極と電気接続
するための接続部と前記接続部を支える領域からなり、
前記領域が複数回ジグザグの折り曲げられていることを
特徴とする請求項２記載の圧電インバータ。
【請求項５】前記圧電セラミックスの出力電極に接続
される出力配線が複数個の接続部を有するフィルム状で
あることを特徴とする請求項１記載の圧電インバータ。