JP3097645B2 - Piezoelectric transformer - Google Patents
Piezoelectric transformerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコン、
情報携帯端末および車載用モニター等に搭載される液晶
表示パネルの冷陰極管バックライト用のインバータ回
路、民生製品一般に用いるアダプタ電源回路、あるいは
電子複写機用の高圧発生回路等に用いる圧電トランスに
関する。The present invention relates to a notebook computer,
The present invention relates to an inverter circuit for a cold-cathode tube backlight of a liquid crystal display panel mounted on an information portable terminal and a monitor for a vehicle, an adapter power supply circuit generally used for consumer products, or a piezoelectric transformer used for a high-voltage generation circuit for an electronic copying machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、圧電効果を応用した圧電トランス
は、ノートパソコンや情報携帯端末等に用いる液晶パネ
ル用バックライトインバータ等の入力に対して高電圧の
出力を必要とする電源回路の変圧素子として、また電子
波駆動電源回路の小型・薄型化変圧素子として、開発が
行われている。この圧電トランスは、従来から変圧素子
として用いている電磁トランスに比較して、高効率でか
つ小型・薄型化が容易であること、材料がセラミックで
あるので不燃性であること、機械振動を変換エネルギー
とするので漏れ磁束がなく低電磁ノイズであること等の
長所を有している。2. Description of the Related Art In recent years, piezoelectric transformers utilizing the piezoelectric effect have been developed as a transformer element of a power supply circuit which requires a high voltage output with respect to an input of a backlight inverter for a liquid crystal panel used in a notebook personal computer, an information portable terminal or the like. And a compact and thin transformer element for an electron wave drive power supply circuit. Compared to electromagnetic transformers that have conventionally been used as transformers, this piezoelectric transformer is more efficient, easier to make smaller and thinner, is non-flammable because it is made of ceramic, and converts mechanical vibration. Since energy is used, there is an advantage that there is no leakage magnetic flux and low electromagnetic noise.
【０００３】上述した圧電トランスは、圧電トランス素
子をケースもしくはカバー等に収納した構造の部品であ
り、優れた電気特性と量産性の高いパッケージ構造が求
められる。一般に圧電トランス素子は、駆動部と発電部
からなり、駆動部に電圧を印加すると圧電トランス素子
駆動部が振動して、発電部に高電圧が発生する（昇圧型
の場合）構成となっている。The above-mentioned piezoelectric transformer is a component having a structure in which a piezoelectric transformer element is housed in a case or a cover, and requires a package structure having excellent electric characteristics and high mass productivity. In general, a piezoelectric transformer element includes a drive unit and a power generation unit. When a voltage is applied to the drive unit, the piezoelectric transformer element drive unit vibrates, and a high voltage is generated in the power generation unit (in the case of a step-up type). .
【０００４】圧電トランス等のはじめとする圧電素子を
使用した圧電部品は、上記のように、電気特性と量産性
（組立性）の面からパッケージ構造が重要である。 こ
の種の圧電部品のパッケージ構造として圧電フィルタの
に関する技術が特開平４―１１５６１０号公報（以下、
従来技術という）に開示されている。As described above, the package structure of a piezoelectric component using a piezoelectric element such as a piezoelectric transformer is important from the viewpoint of electrical characteristics and mass productivity (assembly). Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-115610 (hereinafter, referred to as Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-115610) discloses a technology related to a piezoelectric filter as a package structure of this kind of piezoelectric component.
(Referred to as prior art).
【０００５】図７は、上記従来技術による圧電部品の製
造に用いられる圧電セラミック共振子の部品構成を示す
斜視図であり、圧電セラミック共振子１１０は、その端
面外周１１０ａに、物理的もしくは化学的に除去可能な
スペーサ１２２が設けてある。図８は、この圧電セラミ
ック共振子の部品群の積層挟持された状態を示す部分断
面図であり、部品群１２３は、圧電セラミック共振子１
１０を複数のリード不１１ａ，突起部１１１ｂからなる
端子１１１およびバネ体１１３とともに積層挟持されて
いる。FIG. 7 is a perspective view showing a component configuration of a piezoelectric ceramic resonator used for manufacturing a piezoelectric component according to the prior art. The piezoelectric ceramic resonator 110 is physically or chemically attached to an end face outer periphery 110a. Is provided with a removable spacer 122. FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a state in which the component group of the piezoelectric ceramic resonator is sandwiched and laminated.
10 is laminated and pinched together with a plurality of leads 11a, terminals 111 including protrusions 111b, and spring bodies 113.
【０００６】図９は、従来技術によって製造された圧電
部品の部品群がケース内に収納された状態を示す部分断
面図である。図９において圧電部品は、ケース１１２内
に部品群１２３をバネ体１１３によって押圧挟持して収
納し、ケース内壁１１２ａに接触した圧電セラミック共
振子のスペーサ（図示せず）を物理的あるいは化学的手
段で除去した後、開口部１１４を閉塞部材１１５，１１
６で封止することで製造される。製造された圧電部品
は、圧電セラミック共振子１１０とケース内壁１１２ａ
との間に均一に保たれた空間１２０（図示）を得ること
ができる。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which a group of piezoelectric components manufactured by a conventional technique is housed in a case. In FIG. 9, a piezoelectric component is housed in a case 112 by pressing and holding a component group 123 by a spring body 113, and a spacer (not shown) of the piezoelectric ceramic resonator in contact with the case inner wall 112a is physically or chemically attached. After the removal, the opening 114 is closed with the closing members 115 and 11.
It is manufactured by sealing with 6. The manufactured piezoelectric component includes a piezoelectric ceramic resonator 110 and a case inner wall 112a.
And a space 120 (shown) that is kept uniform between them.
【０００７】このように従来の圧電部品の製造方法で
は、圧電セラミック共振子に設けたスぺーサにより、ケ
ース内での圧電セラミック共振子の位置決めを行ってい
る。As described above, in the conventional method of manufacturing a piezoelectric component, the piezoelectric ceramic resonator is positioned in the case by the spacer provided on the piezoelectric ceramic resonator.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には次
のような問題点がある。The above prior art has the following problems.
【０００９】第１の問題は、圧電セラミック共振子の端
面に形成するスペーサを物理的および化学的に除去する
ことによって、圧電セラミック共振子の電気―機械特性
の性能低下やばらつきを大きくし、圧電部品の信頼性が
低下することである。The first problem is that by physically and chemically removing the spacer formed on the end face of the piezoelectric ceramic resonator, the performance degradation and variation of the electro-mechanical characteristics of the piezoelectric ceramic resonator are increased, and That is, the reliability of the parts is reduced.
【００１０】その理由として、該スぺーサを物理的に除
去する方法では、圧電セラミック共振子に過度な応力を
加えることにより、共振子自身にクラックや欠け等のダ
メージを与えてしまい、圧電セラミック共振子の特性が
低下してしまうためである。また、スペーサを物理的に
十分に除去しされない場合には、共振子に余分な質量付
与やごみの付着等によって特性の低下や電極接続不良が
発生してしまう。[0010] The reason is that, in the method of physically removing the spacer, excessive stress is applied to the piezoelectric ceramic resonator, thereby damaging the resonator itself, such as cracks or chips, resulting in the piezoelectric ceramic being damaged. This is because the characteristics of the resonator deteriorate. In addition, if the spacer is not physically removed sufficiently, the characteristics may be degraded and electrode connection failure may occur due to the addition of extra mass to the resonator or the attachment of dust.
【００１１】スペーサを化学的に除去する方法において
は、スペーサ部材を除去するために有機溶剤を使用する
と、共振子の汚染をまねき電極接続の不良が発生しやす
い。熱溶融させてスペーサを除去することも考えられる
が、スペーサ部材が構成部品の狭いギャップに入り込ん
で残りやすく、また、この加熱する手段は、圧電トラン
スには圧電トランス素子の分極劣化等の特性低下をまね
くため適用できない。第２の問題は、圧電部品の構造が
振動、衝撃に対して弱い構造であることにある。その理
由として、圧電セラミック共振子を固定する構造が、端
子に圧電セラミック共振子を挟み込みバネ体で押圧挟持
するのみの接触固定のため、外部からの振動、衝撃によ
って圧電セラミック共振子が容易に移動してしまい、共
振子の保持位置がずれてしまったり、共振子がケースや
端子に接触してしまうことにより共振子の特性が変動
（低下）してしまうためである。In the method of chemically removing the spacer, if an organic solvent is used to remove the spacer member, the resonator is likely to be contaminated and electrode connection failure is likely to occur. It is conceivable to remove the spacer by heat melting.However, the spacer member easily enters the narrow gap of the component parts and remains, and the means for heating the piezoelectric transformer has a characteristic deterioration such as polarization deterioration of the piezoelectric transformer element. Is not applicable. The second problem is that the structure of the piezoelectric component is weak against vibration and impact. The reason for this is that the structure for fixing the piezoelectric ceramic resonator is contact-fixed only by sandwiching the piezoelectric ceramic resonator in the terminal and pressing and holding it with a spring body, so that the piezoelectric ceramic resonator easily moves due to external vibration and impact. This is because the resonator holding position shifts or the resonator comes into contact with a case or a terminal, so that the characteristics of the resonator fluctuate (decrease).
【００１２】第３の問題は、圧電セラミック共振子のス
ペーサを形成するコストがかかることである。その理由
として、圧電セラミック共振子に形成するスぺーサは、
共振子自身が非常に小さくかつ端面外周部の狭い領域に
均一にかなりの厚みで付着させることが実質的に困難で
あること、さらにケースに収納後に除去する工程が必要
となるため、組立てコストがかかることが挙げられる。A third problem is that the cost for forming the spacer of the piezoelectric ceramic resonator is high. The reason is that the spacer formed on the piezoelectric ceramic resonator is
Since the resonator itself is very small and it is practically difficult to uniformly attach it to a narrow area on the outer peripheral portion of the end face with a considerable thickness, and a step of removing it after storing it in a case is required, so that assembly costs are reduced. Such is the case.
【００１３】本発明は、上記従来の技術における問題点
を解決した高信頼性で電気特性の優れた圧電トランスを
提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a highly reliable piezoelectric transformer having excellent electrical characteristics, which solves the above-mentioned problems in the prior art.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランスの
第１の構成は、矩形平板の周辺に側壁を有し、該側壁の
四方の所定箇所にツメ部を設けた箱状のカバーと、前記
ツメ部で前記カバーの内部に直方体形状の圧電トランス
素子を係止するとともに弾性支持体を介して前記圧電ト
ランス素子を前記カバーの内部の平板表面に接着固定し
て収納後、前記側壁の前記ツメ部を除去したパッケージ
構造からなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric transformer having a box-shaped cover having a side wall around a rectangular flat plate, and having claws at predetermined positions on four sides of the side wall. A rectangular parallelepiped piezoelectric transformer element is locked inside the cover with the claws, and the piezoelectric transformer element is bonded and fixed to the flat plate surface inside the cover via an elastic support, and then the side wall is covered with the piezoelectric transformer element. It is characterized by having a package structure from which the claws are removed.
【００１５】本発明の圧電トランスの第２の構成は、矩
形平板の周辺に側壁を有し、該側壁の四方の所定箇所に
ツメ部を設けた箱状のカバーと、前記ツメ部で前記カバ
ーの内部に直方体形状の圧電トランス素子を係止すると
ともに弾性支持体を介して前記圧電トランス素子を前記
カバーの内部の平板表面に接着固定して収納したパッケ
ージ構造を有する圧電トランスにおいて、前記ツメ部の
上部に前記圧電トランスを実装基板に実装した際に前記
圧電トランス素子と前記ツメ部との係止を機械的に解放
する突起部を設けたことを特徴とする。According to a second aspect of the piezoelectric transformer of the present invention, there is provided a box-shaped cover having a side wall around a rectangular flat plate, and having claws at predetermined positions on four sides of the side wall; A piezoelectric transformer element having a package structure in which a rectangular parallelepiped piezoelectric transformer element is locked inside the piezoelectric transformer element and the piezoelectric transformer element is bonded and fixed to a flat plate surface inside the cover via an elastic support. A protrusion for mechanically releasing the engagement between the piezoelectric transformer element and the hook when the piezoelectric transformer is mounted on a mounting board.
【００１６】本発明の圧電トランスの第３の構成は、矩
形平板の周辺に側壁を有し、該側壁の四方の所定箇所に
その高さが前記側壁よりも高いツメ部を設けた箱状の上
部ケースと、前記ツメ部で前記上部ケースの内部に直方
体形状の圧電トランス素子を係止するとともに弾性支持
体を介して前記圧電トランス素子を前記上部ケース内部
の平板表面に接着固定して収納し、次いで矩形平板の周
辺に側壁を有し、該側壁に前記上部ケースの前記のツメ
部上部と嵌合する凹部を有する下部ケースに前記上部ケ
ースの前記ツメ部上部を前記下部ケースの前記凹部に嵌
合して重ねた後、前記上部ケースの前記ツメ部を除去し
たパッケージ構造を有することを特徴とする。A third aspect of the piezoelectric transformer according to the present invention is a box-shaped piezoelectric transformer having side walls around a rectangular flat plate, and claw portions whose heights are higher than the side walls at predetermined positions on four sides of the side walls. An upper case and a rectangular parallelepiped piezoelectric transformer element are locked inside the upper case by the claws, and the piezoelectric transformer element is adhered and fixed to a flat plate surface inside the upper case via an elastic support and housed. Then, the lower case having a side wall around the rectangular flat plate and having a recess on the side wall to fit the upper part of the claw part of the upper case is provided with the upper part of the claw part of the upper case in the recess of the lower case. It has a package structure in which the claws of the upper case are removed after fitting and stacking.
【００１７】本発明の上記第１および第３の構成の圧電
トランスでは、前記ツメ部を前記圧電トランス素子が位
置決めできるように前記上部ケースもしくは前記カバー
の前記側壁の所定位置に設け、該ツメ部で前記圧電トラ
ンス素子を係止しながら前記上部ケースまたは前記カバ
ー内部に弾性支持体を介して固着後、前記ツメ部を除去
することで、前記ツメ部の前記圧電トランス素子の係止
を解放し、前記側壁と前記圧電トランス素子との間に前
記圧電トランス素子が自由に振動できる空間をつくるこ
とができる。In the piezoelectric transformer having the first and third configurations according to the present invention, the claw portion is provided at a predetermined position on the side wall of the upper case or the cover so that the piezoelectric transformer element can be positioned. After securing the piezoelectric transformer element inside the upper case or the cover via an elastic support while locking the piezoelectric transformer element, removing the nail part releases the engagement of the piezoelectric transformer element of the nail part. A space can be created between the side wall and the piezoelectric transformer element where the piezoelectric transformer element can freely vibrate.
【００１８】また、上記の本発明の第２の構成の圧電ト
ランスでは、前記ツメ部の上部に設けた前記突起部を実
装基板に挿入する際に、前記ツメ部の前記圧電トランス
素子の係子が解放されるために上記第１および第２の構
成の圧電トランスのように前記ツメ部の除去は必要でな
い。In the above-described piezoelectric transformer having the second configuration according to the second aspect of the present invention, when the protrusion provided on the claw portion is inserted into a mounting board, the interlock of the piezoelectric transformer element of the claw portion is provided. Is not required to remove the claws, unlike the piezoelectric transformers of the first and second configurations.
【００１９】本発明における前記弾性支持体は、圧電ト
ランス素子の振動のノード部を固定することにより外部
への振動の伝播を極めて小さくし、圧電トランス素子の
特性を向上することができる。In the elastic support of the present invention, by fixing the vibration node of the piezoelectric transformer element, the propagation of the vibration to the outside can be extremely reduced, and the characteristics of the piezoelectric transformer element can be improved.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２１】図１は本発明の第１の実施の形態の圧電ト
ランスの各部品の位置関係およびパッケージ構造を示す
斜視図である。図１を参照して本発明の第１の実施形態
の圧電トランスのパッケージ構造とその特徴について説
明する。なお、各図で説明する圧電トランスのパッケー
ジ構造は、本実施の形態の理解を容易にするために、リ
ードの取り出し、接続等を省略してある。FIG. 1 is a perspective view showing a positional relationship between components of a piezoelectric transformer and a package structure according to a first embodiment of the present invention. A package structure of a piezoelectric transformer according to a first embodiment of the present invention and features thereof will be described with reference to FIG. Note that, in the package structure of the piezoelectric transformer described in each drawing, extraction of leads, connection, and the like are omitted to facilitate understanding of the present embodiment.
【００２２】まずはじめに、圧電トランスを構成する各
部品の位置関係およびパッケージ構造について説明す
る。図１の斜視図に示すように、本発明の第１の実施の
形態の圧電トランスのパッケージ構造は、圧電トランス
素子１が弾性支持体の弾性接着剤３を介してカバー２に
収納された構造となっている。圧電トランス素子１は、
長板状の対称ローゼン３次タイプであり、２ヶ所の入力
側ノードＮ１と１ヶ所の出力側ノードＮ２を有してい
る。カバー２は矩形平板の周辺に側壁を有し、該側壁の
四方の所定箇所にツメ部４を設けた箱型形状をしてい
る。弾性接着剤３は、圧電トランス素子１にあるノード
部のうち入力側ノードＮ１の２ヶ所を接着するように位
置している。また、カバー２には、その外周６ヶ所に切
り込みを入れ形成したツメ部４を有している。ツメ部４
は、圧電トランス素子１をカバー２に収納する際に適切
な位置決めをする。特に、圧電トランス素子１の保持構
造は、圧電トランス素子１の振動のノード部を柔らかい
材質である弾性接着剤３で固定することで、外部への振
動の伝播を極めて小さくすることができる。First, the positional relationship between components constituting the piezoelectric transformer and the package structure will be described. As shown in the perspective view of FIG. 1, the package structure of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention has a structure in which a piezoelectric transformer element 1 is housed in a cover 2 via an elastic adhesive 3 of an elastic support. It has become. The piezoelectric transformer element 1
It is a long plate-shaped symmetric Rosen tertiary type, and has two input nodes N1 and one output node N2. The cover 2 has a side wall around a rectangular flat plate, and has a box-like shape in which claws 4 are provided at predetermined positions on four sides of the side wall. The elastic adhesive 3 is located so as to adhere two portions of the input side node N1 among the node portions of the piezoelectric transformer element 1. The cover 2 has a claw portion 4 formed by making cuts at six locations on the outer periphery. Claw part 4
Performs proper positioning when the piezoelectric transformer element 1 is stored in the cover 2. In particular, in the holding structure of the piezoelectric transformer element 1, the propagation of the vibration to the outside can be extremely reduced by fixing the vibration node of the piezoelectric transformer element 1 with the elastic adhesive 3 which is a soft material.
【００２３】弾性接着剤３としては、ゴム弾性を有する
ウレタン樹脂やシリコーン樹脂系等の接着剤やその他の
発泡性の樹脂接着剤を使用できる。As the elastic adhesive 3, an adhesive such as urethane resin or silicone resin having rubber elasticity or other foamable resin adhesive can be used.
【００２４】圧電トランスは、上記の接着剤を圧電トラ
ンス素子もしくはカバーに塗布供給し、圧電トランス素
子をカバーに収納の後、該接着剤を硬化する。The piezoelectric transformer applies and applies the above-mentioned adhesive to the piezoelectric transformer element or the cover, stores the piezoelectric transformer element in the cover, and cures the adhesive.
【００２５】図２は図１の圧電トランス素子をカバーに
収納後の図であり、図２（ａ）はその外観を示す斜視
図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ―Ａ’断面図、図２
（ｃ）は、図２（ａ）のＢ―Ｂ’断面図である。図２
（ａ）に示すように圧電トランス素子１は、ツメ部４で
位置決めされてカバー２に収納されている。カバー２に
収納された圧電トランス素子１は、弾性接着剤３とツメ
部４で固定されており、カバー２の他の部分には接触し
ていない。また弾性接着剤３は、圧電トランス素子１と
カバー２を接着固定している。ツメ部４は、圧電トラン
ス素子１が傾いて収納されないように、また圧電トラン
ス素子１に割れや欠け等のダメージを与えない程度に接
触保持している。FIG. 2 is a view of the piezoelectric transformer element of FIG. 1 after being housed in a cover, FIG. 2 (a) is a perspective view showing its appearance, and FIG. A ′ sectional view, FIG. 2
FIG. 2C is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. FIG.
As shown in (a), the piezoelectric transformer element 1 is positioned by the claw portion 4 and housed in the cover 2. The piezoelectric transformer element 1 housed in the cover 2 is fixed by the elastic adhesive 3 and the claw portion 4 and does not contact other parts of the cover 2. The elastic adhesive 3 fixes the piezoelectric transformer element 1 and the cover 2 together. The claw portion 4 is held in contact with the piezoelectric transformer element 1 so that the piezoelectric transformer element 1 is not tilted and accommodated, and is not damaged so as not to damage or break the piezoelectric transformer element 1.
【００２６】次に、上述した圧電トランスは、圧電トラ
ンス素子１と接触しているツメ部４を除去する。Next, in the above-described piezoelectric transformer, the claw portion 4 in contact with the piezoelectric transformer element 1 is removed.
【００２７】図３は図２のように圧電トランス素子１を
カバー２に収納し、弾性接着剤３で固定後にツメ部４を
除去した状態を示し、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）
は図３（ａ）のＣ―Ｃ’断面図である。図３に示すよう
に圧電トランスのパッケージは、カバー２からツメ部除
去４’の処理がされている。ツメ部の除去は、薬品処理
でなく、物理的な外力で行う。また、ツメ部４自身が圧
電トランス素子１の動作に直接関係ないカバー２に設け
ていることで除去作業が容易に行える。ところで、ツメ
部４を除去したカバー２は、圧電トランスを部品実装す
る際に、圧電トランス素子１がカバー２から部分的にみ
えることになり、圧電トランス素子１の高電圧発生部が
露出しないようにする必要がある。この点において、対
称ローゼン３次タイプの圧電トランス素子を用いる場合
は、図３（ａ）に示すように、高圧発生部が圧電トラン
ス素子１の長手方向中央部にあるため、カバー２による
圧電トランス素子１の係止と高電圧発生部の保護ができ
るようなツメ部の設計を容易にできる。FIG. 3 shows a state in which the piezoelectric transformer element 1 is housed in the cover 2 as shown in FIG. 2, and the claws 4 are removed after fixing with the elastic adhesive 3, and FIG. (B)
FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. As shown in FIG. 3, the package of the piezoelectric transformer has been subjected to the process of removing the claws 4 ′ from the cover 2. Removal of the claws is performed not by chemical treatment but by physical external force. Further, since the claws 4 are provided on the cover 2 which is not directly related to the operation of the piezoelectric transformer element 1, the removal operation can be easily performed. By the way, when the piezoelectric transformer is mounted on the component, the cover 2 from which the claw portion 4 has been removed can partially see the piezoelectric transformer element 1 from the cover 2 so that the high voltage generating portion of the piezoelectric transformer element 1 is not exposed. Need to be In this regard, when a symmetric Rosen tertiary type piezoelectric transformer element is used, as shown in FIG. 3A, the high-voltage generating portion is located at the center of the piezoelectric transformer element 1 in the longitudinal direction. It is possible to easily design a claw portion capable of locking the element 1 and protecting the high voltage generation portion.
【００２８】ツメ部を除去した後は、圧電トランス素子
１は、弾性接着剤３のみで固定されることになる。圧電
トランス素子１の保持が弾性接着剤３でのみ固定されて
いるため、素子の振動阻害が極めて小さく、かつ外部か
らの振動、衝撃に対して圧電トランス素子１を保護でき
る効果がある。After removing the claws, the piezoelectric transformer element 1 is fixed with only the elastic adhesive 3. Since the holding of the piezoelectric transformer element 1 is fixed only by the elastic adhesive 3, there is an effect that vibration inhibition of the element is extremely small and the piezoelectric transformer element 1 can be protected against external vibration and impact.
【００２９】このように製造された圧電トランスの特徴
は、圧電トランス素子の振動阻害がなく、組み立てに起
因する圧電トランス素子の性能低下およびばらつきをな
くすとともに、耐振動、耐衝撃に優れたパッケージ構造
となっている。また、圧電トランスの組み立ても容易で
ある。さらに、図３（ａ）に示す部品形態は、表面実装
部品として取り扱うことができる。The characteristics of the piezoelectric transformer manufactured as described above are characterized in that there is no hindrance to vibration of the piezoelectric transformer element, the performance degradation and variation of the piezoelectric transformer element caused by assembly are eliminated, and the package structure is excellent in vibration resistance and shock resistance. It has become. Also, the piezoelectric transformer can be easily assembled. Further, the component form shown in FIG. 3A can be handled as a surface mount component.
【００３０】次に本発明の第１の実施の形態の圧電トラ
ンスの具体的な構成について説明する。圧電トランス素
子１は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3―ＰｂＴｉＯ3）系の材料
（商品名：ネペック８、（株）トーキン製）を用い、電
極層の材料にはＡｇＰｄもしくはＡｇ系のペースト材を
用いた。焼結後の素子の寸法は、長さ４２．０ｍｍ、幅
５．５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍとした。カバー２は、材料
として液晶ポリマー（商品名：ゼナイト７１３０、デュ
ポン（株）製）を使用し、その外形寸法を、長さ４４．
０ｍｍ、幅７．５ｍｍ、高ささ３．２ｍｍとした。ツメ
部４は、幅２．０ｍｍ、根元部の肉厚を０．３５ｍｍと
した。弾性接着剤３は、常温硬化タイプのシリコーン系
接着剤（ＫＥ３４９０、信越化学工業（株）製）を使用
した。圧電トランス素子との電極接続は、導体線径０．
２ｍｍ（被覆径０．５ｍｍ）のリード線をはんだ接続し
た。Next, a specific configuration of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention will be described. For the piezoelectric transformer element 1, a PZT (PbZrO 3 —PbTiO 3 ) -based material (trade name: Nepec 8, manufactured by Tokin Co., Ltd.) was used, and an AgPd or Ag-based paste material was used as a material for the electrode layer. The dimensions of the element after sintering were 42.0 mm in length, 5.5 mm in width, and 1.0 mm in thickness. The cover 2 is made of a liquid crystal polymer (trade name: Zenite 7130, manufactured by DuPont) and has an outer dimension of 44.
0 mm, width 7.5 mm, and height 3.2 mm. The claws 4 had a width of 2.0 mm and a root thickness of 0.35 mm. As the elastic adhesive 3, a room temperature curing type silicone adhesive (KE3490, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used. The electrode connection with the piezoelectric transformer element is performed with a conductor wire diameter of 0.1 mm.
A 2 mm (0.5 mm coating diameter) lead wire was connected by soldering.
【００３１】上述の材料および寸法に基づき製作した圧
電トランスを実装基板（プリント板）に搭載し、電気特
性と機械特性の評価を行った。電気特性は、圧電トラン
スの入力側に、１１５ｋＨｚ前後の交流を印加し、出力
側を冷陰極管にみたてた疑似負荷（抵抗８５ｋΩと容量
６ｐＦの並列素子）を接続した擬似点灯試験を行い、入
出力の電流、電圧、電力およびその際の圧電トランス素
子の発熱温度を測定した。また機械特性は、振動試験
（Ｘ、Ｙ、Ｚ３方向各５Ｇ、１５〜１ｋＨｚ）および衝
撃試験（±Ｘ、±Ｙ、±Ｚ方向１００Ｇ、１１ｍｓｅ
ｃ）前後での電気特性の変化を測定、圧電トランス素子
を動作させた冷陰極管を点灯した状態での振動点灯試験
（Ｘ、Ｙ、Ｚ３方向各３Ｇ、１５〜１ｋＨｚ）および衝
撃点灯試験（±Ｘ、土Ｙ、±Ｚ６方向１００Ｇ、１１ｍ
ｓｅｃ）を行った。A piezoelectric transformer manufactured based on the above-described materials and dimensions was mounted on a mounting board (printed board), and electrical characteristics and mechanical characteristics were evaluated. As for the electrical characteristics, a pseudo lighting test in which an alternating current of about 115 kHz was applied to the input side of the piezoelectric transformer and a pseudo load (parallel element having a resistance of 85 kΩ and a capacity of 6 pF) connected to a cold cathode tube on the output side was performed. The input / output current, voltage, power, and the heating temperature of the piezoelectric transformer element at that time were measured. The mechanical properties are as follows: vibration test (5G for each of 3 directions in X, Y, and Z directions, 15 to 1 kHz) and shock test (100G for 11G directions in ± X, ± Y, ± Z directions)
c) The change in the electrical characteristics before and after was measured, the vibration lighting test (3G in each of the X, Y, and Z directions, 3 G, 15 to 1 kHz) and the shock lighting test (with the cold cathode tubes in which the piezoelectric transformer elements were operated) were performed. ± X, soil Y, ± Z6 direction 100G, 11m
sec).
【００３２】その結果、電気特性は、素子の共振状態に
おいて出力電流が５．５ｍＡになるように調整したと
き、電力変換効率（η）が９６％以上、発熱（△Ｔ）が
２℃程度と非常に良好であった。また機械特性は、振動
試験および衝撃試験前後での電気特性の変化がなく良好
な結果を得た。また、振動点灯試験および衝撃点灯試験
において、点灯動作時の瞬断の発生もなく、点灯動作も
安定であった。As a result, when the electric characteristics are adjusted so that the output current becomes 5.5 mA in the resonance state of the element, the power conversion efficiency (η) is 96% or more and the heat generation (ΔT) is about 2 ° C. Very good. As for the mechanical properties, good results were obtained without any change in electrical properties before and after the vibration test and the impact test. In the vibration lighting test and the shock lighting test, there was no instantaneous interruption during the lighting operation, and the lighting operation was stable.
【００３３】ところで、上述した結果は、圧電トランス
を構成する各部品の設計が次に述べる内容であっても適
用できる。圧電トランスのリードの取り出しおよび電極
の接続は、リード線をはんだ接続する方法だけでなく、
リード端子をバネ接触させる方法、導電性ゴムを接触す
る方法、導電性接着剤で固定する方法等でも容易に行う
ことができる。ツメ部は、ツメ部以外でカバー内壁に触
れないように圧電トランス素子を位置決めでされば、カ
バーの周囲に任意の数と任意の位置に設けることができ
る。またその構造は、圧電トランス素子が傾かないよう
に接触保持ができ、かつツメ部の根元にスリットまたは
溝を設ける等折りやすい構造にすると、製品品質の向上
および組立工数が改善される。圧電トランス素子をカバ
ーに収納する際の圧電トランス素子の収納高さは、製品
の特性ばらつきをなくすために各製品間で一定の高さを
保つようにすることが重要であり、弾性支持体の弾性接
着剤を適度な粘度に調整したり、該接着剤中にギャップ
コントロールできるようにゴム、プラスチック、ガラス
等のビーズ材を混ぜて調整できる。前記弾性支持体の接
着剤での圧電トランス素子の固定は、ノード部近傍の少
なくとも１ヶ所にあればよい。圧電トランス素子は、対
称ローゼン３次タイプのみならず、他の方式、形状であ
っても容易に適用可能である。By the way, the above-mentioned result can be applied even if the design of each component constituting the piezoelectric transformer has the following contents. Take out the lead of the piezoelectric transformer and connect the electrodes, not only the method of soldering the lead wire,
A method of contacting the lead terminals with a spring, a method of contacting a conductive rubber, a method of fixing with a conductive adhesive, and the like can also be easily performed. As long as the piezoelectric transformer elements are positioned so that the claws do not touch the inner wall of the cover except for the claws, an arbitrary number and arbitrary positions can be provided around the cover. In addition, if the structure is such that the piezoelectric transformer element can be held in contact so as not to be tilted and is easily folded such as providing a slit or a groove at the base of the claw portion, the product quality is improved and the number of assembling steps is improved. It is important that the storage height of the piezoelectric transformer element when the piezoelectric transformer element is stored in the cover be kept constant between each product in order to eliminate the variation in the characteristics of the product. The elastic adhesive can be adjusted to an appropriate viscosity, or a rubber, plastic, glass or other bead material can be mixed into the adhesive to control the gap. The fixing of the piezoelectric transformer element with the adhesive of the elastic support may be performed in at least one location near the node. The piezoelectric transformer element can be easily applied to not only the symmetric Rosen tertiary type but also other types and shapes.
【００３４】次に、本発明の第２の実施形態の圧電トラ
ンスのパッケージ構造とその特徴について図面を参照し
て説明する。なお上記第１の実施の形態と同様に、各図
で説明する圧電トランスのパッケージ構造は、本実施の
形態の理解を容易にするために、リードの取り出し、接
続等を省略してある。また、圧電トランスを構成する各
部品の位置関係およびパッケージ構造と特徴について
は、特に説明を加えない限り上記第１の実施の形態と同
様である。Next, a package structure of a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention and its features will be described with reference to the drawings. Note that, similarly to the first embodiment, in the package structure of the piezoelectric transformer described in each drawing, lead extraction, connection, and the like are omitted to facilitate understanding of the present embodiment. Further, the positional relationship between the components constituting the piezoelectric transformer and the package structure and characteristics are the same as in the first embodiment unless otherwise specified.
【００３５】本発明の第２の実施の形態では、上記第１
の実施の形態のカバーのツメ部の上部に圧電トランスを
実装基板に実装した際に該圧電トランス素子と前記ツメ
部との係止を機械的に解放できる作用をする突起部を設
け、該ツメ部を除去する必要性をなくしたことである。In the second embodiment of the present invention, the first
A protrusion that acts to mechanically release the engagement between the piezoelectric transformer element and the claw portion when the piezoelectric transformer is mounted on the mounting board, on the claw portion of the cover according to the embodiment; The need to remove the parts has been eliminated.
【００３６】図４は、本発明の第２の実施形態の圧電ト
ランスを示す図であり、図４（ａ）は圧電トランス素子
をカバーに収納した状態を示す斜視図、図４（ｂ）は、
図４（ａ）のＤ―Ｄ’線の断面図、図４（ｃ）は、図４
（ａ）のＤ―Ｄ’線の断面図である。FIG. 4 is a view showing a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) is a perspective view showing a state where the piezoelectric transformer element is housed in a cover, and FIG. ,
FIG. 4A is a sectional view taken along the line DD ′, and FIG.
It is sectional drawing of the DD 'line of (a).
【００３７】図４（ａ）に示すように、カバー２の内部
には、ツメ部４で位置決めされて圧電トランス素子（図
示せず）が収納されている。また、ツメ部２は、カバー
２の外周６ヶ所に切り込みを入れて形成している。カバ
ー２の四隅には位置決め用突起７が設けられ、圧電トラ
ンスを実装基板（図示せず）へ搭載する際にこの突起を
位置合わせに使用する。As shown in FIG. 4A, inside the cover 2, a piezoelectric transformer element (not shown) positioned by the claw portion 4 is housed. Further, the claw portion 2 is formed by making cuts at six locations on the outer periphery of the cover 2. Positioning projections 7 are provided at the four corners of the cover 2, and these projections are used for positioning when the piezoelectric transformer is mounted on a mounting board (not shown).
【００３８】また、カバー２に収納された圧電トランス
素子１は、図４（ｂ）に示すように、弾性支持体の弾性
接着剤３とツメ部４でのみ固定され、カバー２の他の部
分に接触していない。また弾性接着剤３は、圧電トラン
ス素子１とカバー２を接着固定している。ツメ部４は、
圧電トランス素子１が傾いて収納されないように、また
圧電トランス素子１に割れや欠け等のダメージを与えな
い程度に接触保持している。As shown in FIG. 4B, the piezoelectric transformer element 1 housed in the cover 2 is fixed only by the elastic adhesive 3 of the elastic support and the claws 4 and the other parts of the cover 2 Not in contact with The elastic adhesive 3 fixes the piezoelectric transformer element 1 and the cover 2 together. The claws 4 are
The piezoelectric transformer element 1 is held in contact with the piezoelectric transformer element 1 so as not to be tilted and accommodated, and to such an extent that the piezoelectric transformer element 1 is not damaged such as cracks or chips.
【００３９】図４（ｃ）は、実施例２の圧電トランスの
パッケージ構造において、実装基板に搭載した様子を示
す断面図である。図に示すようにツメ部は、圧電トラン
ス部品が実装基板８に搭載すると同時に、圧電トランス
素子１の保持を開放するような構造となっている。圧電
トランス素子１の保持を開放するツメ部２の開き具合
は、位置決め用突起で実装基板８への部品搭載位置を決
めるため、一定に保つことができる。従って本実施の形
態では、ツメ部４を除去する必要がなくなり、上記第１
の実施の形態の圧電トランスに比較し作業性、組立て性
がさらに向上するとともに、圧電トランス素子１を保護
するカバー２の役割が確実のものとなる。圧電トランス
の実装基板への搭載は、接着剤での固定が考えられる
が、実装基板とカバー（ツメ部を含む）との間で嵌合構
造にすることによってより簡便に対応できる。FIG. 4C is a cross-sectional view showing a state where the piezoelectric transformer according to the second embodiment is mounted on a mounting board in the package structure. As shown in the figure, the claw portion has a structure in which the piezoelectric transformer component is mounted on the mounting substrate 8 and, at the same time, the holding of the piezoelectric transformer element 1 is released. The degree of opening of the claw portion 2 that releases the holding of the piezoelectric transformer element 1 can be kept constant because the positioning protrusion determines the component mounting position on the mounting substrate 8. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary to remove the claw portion 4 and the first
Workability and assemblability are further improved as compared with the piezoelectric transformer of the embodiment, and the role of the cover 2 for protecting the piezoelectric transformer element 1 is ensured. The mounting of the piezoelectric transformer on the mounting board may be fixed with an adhesive, but it can be more easily performed by forming a fitting structure between the mounting board and the cover (including the claws).
【００４０】このように製造された圧電トランスの特徴
は、上記第１の実施の形態と同様に圧電トランス素子の
振動阻害がなく、組み立てに起因する圧電トランス素子
の性能低下およびばらつきをなくすとともに、耐振動、
耐衝撃に優れたパッケージ構造となっている。The characteristics of the piezoelectric transformer manufactured in this manner are similar to those of the first embodiment, in that vibration of the piezoelectric transformer element is not hindered, and performance degradation and variation of the piezoelectric transformer element due to assembly are eliminated. Vibration resistance,
The package structure has excellent shock resistance.
【００４１】次に本実施の形態の圧電トランスの具体的
な構成について説明する。圧電トランスを実装基板に搭
載したときの圧電トランス素子１と各ツメ都４のクリア
ランスは、設計上０．３ｍｍになるようにした。その他
の構成（部品の材料、寸法）については、上記の第１の
実施の形態で示す条件と基本的に同じである。Next, a specific configuration of the piezoelectric transformer according to the present embodiment will be described. The clearance between the piezoelectric transformer element 1 and each of the claws 4 when the piezoelectric transformer was mounted on the mounting board was set to 0.3 mm by design. Other configurations (materials and dimensions of parts) are basically the same as the conditions described in the first embodiment.
【００４２】上述の材料および寸法に基づき製作した圧
電トランスを実装基板（プリント板）に搭載し、上記の
第１に実施の形態と同様な電気特性と機械特性の評価を
行った。その結果、電気特性は、電力変換効率（η）が
９６％以上、発熱（△Ｔ）が２℃程度と非常に良好であ
った。また機械特性は、振動試験および衝撃試験前後で
の電気特性の変化がなく良好な結果を得た。また、振動
点灯試験および衝撃点灯試験において、点灯動作時の瞬
断の発生もなく、点灯動作も安定であった。A piezoelectric transformer manufactured based on the above-described materials and dimensions was mounted on a mounting board (printed board), and the same electrical and mechanical characteristics as those in the first embodiment were evaluated. As a result, the electrical characteristics were very good, with a power conversion efficiency (η) of 96% or more and a heat generation (ΔT) of about 2 ° C. As for the mechanical properties, good results were obtained without any change in electrical properties before and after the vibration test and the impact test. In the vibration lighting test and the shock lighting test, there was no instantaneous interruption during the lighting operation, and the lighting operation was stable.
【００４３】ところで、上述した結果は、圧電トランス
を構成する各部品の設計が次に述べる内容であっても適
用できる。圧電トランスのリードの取り出しおよび電極
の接続は、リード線をはんだ接続する方法だけでなく、
リード端子をバネ接触させる方法、導電性ゴムを接触す
る方法、導電性接着剤で固定する方法等でも容易に行う
ことができる。ツメ部は、ツメ部以外でカバー内壁に触
れないように圧電トランス素子を位置決めでされば、カ
バーの周囲に任意の数と任意の位置に設けることができ
る。Incidentally, the above-described results can be applied even if the design of each component constituting the piezoelectric transformer has the following contents. Take out the lead of the piezoelectric transformer and connect the electrodes, not only the method of soldering the lead wire,
A method of contacting the lead terminals with a spring, a method of contacting a conductive rubber, a method of fixing with a conductive adhesive, and the like can also be easily performed. As long as the piezoelectric transformer elements are positioned so that the claws do not touch the inner wall of the cover except for the claws, an arbitrary number and arbitrary positions can be provided around the cover.
【００４４】圧電トランス素子をカバーに収納する際の
圧電トランス素子の収納高さは、製品の特性ばらつきを
なくすために各製品間で一定の高さを保つようにするこ
とが重要であり、弾性支持体の弾性接着剤を適度な粘度
に調整したり、該接着剤中にギャップコントロールでき
るようにゴム、プラスチック、ガラス等のビーズ材を混
ぜて調整できる。前記弾性支持体の接着剤での圧電トラ
ンス素子の固定は、ノード部近傍の少なくとも１ヶ所に
あればよい。圧電トランス素子は、対称ローゼン３次タ
イプのみならず、他の方式、形状であっても容易に適用
可能である。It is important that the housing height of the piezoelectric transformer element when the piezoelectric transformer element is housed in the cover is kept constant between each product in order to eliminate the variation in the characteristics of the product. The elastic adhesive of the support may be adjusted to an appropriate viscosity, or a rubber, plastic, glass or other bead material may be mixed into the adhesive to control the gap. The fixing of the piezoelectric transformer element with the adhesive of the elastic support may be performed in at least one location near the node. The piezoelectric transformer element can be easily applied to not only the symmetric Rosen tertiary type but also other types and shapes.
【００４５】次に、本発明の第３の実施形態による圧電
トランスのパッケージ構造とその特徴について図面を参
照して説明する。なお上記第１及び第２の実施の形態と
同様に、各図で説明する圧電トランスのパッケージ構造
は、本実施の形態の理解を容易にするために、リードの
取り出し、接続等を省略してある。また、圧電トランス
を構成する各部品の位置関係およびパッケージ構造と特
徴については、特に説明を加えない限り上記の第１及び
第２の実施の形態と同様である。Next, a package structure of a piezoelectric transformer according to a third embodiment of the present invention and its features will be described with reference to the drawings. Note that, similarly to the first and second embodiments, the package structure of the piezoelectric transformer described in each drawing omits lead extraction, connection, and the like in order to facilitate understanding of the present embodiment. is there. Further, the positional relationship between the components constituting the piezoelectric transformer and the package structure and characteristics are the same as those in the above-described first and second embodiments unless otherwise specified.
【００４６】図５は、本実施の形態の圧電トランスを構
成する各部品の位置関係およびパッケージ構造を説明す
るための斜視図である。図５に示すように、本実施の形
態の圧電トランスのパッケージ構造は、圧電トランス素
子１が弾性支持体の弾性接着剤３を介して上部ケース２
ａと下部ケース２ｂに収納された構造となっている。圧
電トランス素子１は、長板状の対称ローゼン３次タイプ
であり、２ヶ所の入力側ノードＮ１と１ヶ所の出力側ノ
ードＮ２を有している。弾性接着剤３は、圧電トランス
素子１にあるノード部のうち入力側ノードＮ１の２ヶ所
を接着するように位置している。また、上部ケース２ａ
には、その外周６ヶ所に切り込みを入れ形成したツメ部
４を有している。FIG. 5 is a perspective view for explaining the positional relationship between components constituting the piezoelectric transformer of the present embodiment and the package structure. As shown in FIG. 5, in the package structure of the piezoelectric transformer according to the present embodiment, the piezoelectric transformer element 1 includes an upper case 2 via an elastic adhesive 3 of an elastic support.
a and the lower case 2b. The piezoelectric transformer element 1 is a long plate-shaped symmetric Rosen tertiary type, and has two input nodes N1 and one output node N2. The elastic adhesive 3 is located so as to adhere two portions of the input side node N1 among the node portions of the piezoelectric transformer element 1. Also, upper case 2a
Has a claw portion 4 formed by cutting at six locations on its outer periphery.
【００４７】ツメ部４は、圧電トランス素子１を上部ケ
ース２ａに収納する際に適切な位置決めをする。特に、
圧電トランス素子１の保持構造は、圧電トランス素子１
の振動のノード部を柔らかい材質である弾性接着剤３で
固定することで、外部への振動の伝播を極めて小さくす
ることができる。さらに、上部ケースと下部ケースの嵌
め合わせは、上部ケースのツメ部の高さを上部ケースの
側壁高さより高くして突出部を設け、この突出部を下部
ケースの側壁に設けた凹部に嵌合するようにする。な
お、上部ケースと下部ケースの接合は、上部ケースと下
部ケースを嵌合構造にする方法だけでなく、超音波また
は熱かしめによる溶融接合、あるいは接着剤等による接
合方法を適用できる。The claw portion 4 performs proper positioning when the piezoelectric transformer element 1 is stored in the upper case 2a. In particular,
The holding structure of the piezoelectric transformer element 1 is as follows.
By fixing the node part of the vibration with the elastic adhesive 3 which is a soft material, the propagation of the vibration to the outside can be extremely reduced. Further, the fitting of the upper case and the lower case is performed by setting the height of the claw portion of the upper case higher than the height of the side wall of the upper case to form a protrusion, and fitting the protrusion to the recess provided on the side wall of the lower case. To do it. The upper case and the lower case can be joined not only by a method of fitting the upper case and the lower case into a fitting structure, but also by a fusion method using ultrasonic waves or heat caulking, or a joining method using an adhesive or the like.
【００４８】図６は図５における圧電トランス素子１を
上部ケース２ａに収納し、弾性接着剤３で固定し、上部
ケース２ａと下部ケース２ｂを嵌合後にツメ部４を除去
した状態を示し、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は図
６（ａ）のＥ―Ｅ’線の断面図である。FIG. 6 shows a state in which the piezoelectric transformer element 1 shown in FIG. 5 is housed in the upper case 2a, fixed with the elastic adhesive 3, the upper case 2a and the lower case 2b are fitted together, and then the claws 4 are removed. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line EE ′ of FIG. 6A.
【００４９】図に示すように、上部ケース２ａと下部ケ
ース２ｂの内部には、上部ケース２ａのツメ部４で位置
決めされて圧電トランス素子（図示せず）が収納されて
いる。また、ツメ部２は、上部ケース２ａの外周６ヶ所
に切り込みを入れて形成している。上部ケース２ａと下
部ケース２ｂに収納された圧電トランス素子１は、ツメ
部除去４’の処理がされているため弾性接着剤３のみで
固定され、その個所以外のケース内壁とは接触していな
い。As shown in the figure, inside the upper case 2a and the lower case 2b, a piezoelectric transformer element (not shown) which is positioned by the claw portion 4 of the upper case 2a is housed. Further, the claw portion 2 is formed by making cuts at six locations on the outer periphery of the upper case 2a. The piezoelectric transformer elements 1 housed in the upper case 2a and the lower case 2b are fixed only by the elastic adhesive 3 because of the processing of removing the claws 4 ', and do not come into contact with the inner wall of the case other than the place. .
【００５０】また弾性接着剤３は、圧電トランス素子１
と上部ケース２ａを接着固定している。ツメ部４は、圧
電トランス素子１が傾いて収納されないように、また圧
電トランス素子１に割れや欠け等のダメージを与えない
程度に接触保持している。The elastic adhesive 3 is used for the piezoelectric transformer element 1.
And the upper case 2a. The claw portion 4 is held in contact with the piezoelectric transformer element 1 so that the piezoelectric transformer element 1 is not tilted and accommodated, and is not damaged so as not to damage or break the piezoelectric transformer element 1.
【００５１】このように製造された圧電トランスの特徴
は、上記の第１及び第２の実施の形態と同様に圧電トラ
ンス素子の振動阻害がなく、組み立てに起因する圧電ト
ランス素子の性能低下およびばらつきをなくすととも
に、耐振動、耐衝撃に優れたパッケージ構造となってい
る。また本実施の形態では、圧電トランス素子をケース
に収納するため、実装部品としての取り扱いが向上す
る。The characteristics of the piezoelectric transformer manufactured as described above are similar to those of the first and second embodiments in that vibration of the piezoelectric transformer element is not hindered, and the performance of the piezoelectric transformer element is reduced and the dispersion is reduced due to the assembly. And a package structure with excellent vibration and shock resistance. Further, in the present embodiment, since the piezoelectric transformer element is housed in the case, handling as a mounted component is improved.
【００５２】次に本実施の形態の圧電トランスの具体的
な構成について説明する。上部ケース２ａおよび下部ケ
ース２ｂは、材料として液晶ポリマー（商品名：ゼナイ
ト７１３０、デュポン（株）製）を使用し、両者のケー
スを圧電トランスのパッケージとして組み上げたときの
寸法を、長さ４４．０ｍｍ、幅７．５ｍｍ、高ささ４．
０ｍｍとした。その他の構成（部品の材料、寸法）につ
いては、上記の第１及び第２の実施の形態で示す条件と
基本的に同じである。Next, a specific configuration of the piezoelectric transformer according to the present embodiment will be described. The upper case 2a and the lower case 2b use a liquid crystal polymer (trade name: Zenite 7130, manufactured by DuPont) as a material, and have a length of 44.60 when both cases are assembled as a piezoelectric transformer package. 0 mm, width 7.5 mm, height 4.
0 mm. Other configurations (materials and dimensions of parts) are basically the same as the conditions described in the first and second embodiments.
【００５３】上述の材料および寸法に基づき製作した圧
電トランスを実装基板（プリント板）に搭載し、上記第
１及び第２の実施の形態と同様の電気特性と機械特性の
評価を行った。その結果、電気特性は、電力変換効率
（η）が９６％以上、発熱（△Ｔ）が２℃程度と非常に
良好であった。また機械特性は、振動試験および衝撃試
験前後での電気特性の変化がなく良好な結果を得た。ま
た、振動点灯試験および衝撃点灯試験において、点灯動
作時の瞬断の発生もなく、点灯動作も安定であった。A piezoelectric transformer manufactured based on the above-described materials and dimensions was mounted on a mounting board (printed board), and the same electrical and mechanical characteristics as those of the first and second embodiments were evaluated. As a result, the electrical characteristics were very good, with a power conversion efficiency (η) of 96% or more and a heat generation (ΔT) of about 2 ° C. As for the mechanical properties, good results were obtained without any change in electrical properties before and after the vibration test and the impact test. In the vibration lighting test and the shock lighting test, there was no instantaneous interruption during the lighting operation, and the lighting operation was stable.
【００５４】上述した結果は、圧電トランスを構成する
各部品の設計が次に述べる内容であっても適用できる。
圧電トランスのリードの取り出しおよび電極の接続は、
リード線をはんだ接続する方法だけでなく、リード端子
をバネ接触させる方法、導電性ゴムを接触する方法、導
電性接着剤で固定する方法等でも容易に行うことができ
る。ツメ部は、ツメ部以外でケース内壁に触れないよう
に圧電トランス素子を位置決めでされば、ケースの周囲
に任意の数と任意の位置（上部側および下部側）に設け
ることができる。ツメ部の構造は、圧電トランス素子が
傾かないように接触保持ができ、かつツメ部の根元にス
リットまたは溝を設ける等折りやすい構造にすると、製
品品質の向上および組立工数が改善される。The above results can be applied even if the design of each component constituting the piezoelectric transformer has the following contents.
Take out the lead of the piezoelectric transformer and connect the electrodes
Not only the method of connecting the lead wires by soldering, but also the method of bringing the lead terminals into spring contact, the method of contacting conductive rubber, the method of fixing with a conductive adhesive, and the like can be easily performed. As long as the piezoelectric transformer elements are positioned so as not to touch the inner wall of the case other than the claws, any number and positions (upper side and lower side) around the case can be provided. The structure of the claw portion can be held in contact so that the piezoelectric transformer element does not tilt, and if the claw portion is easily folded, such as providing a slit or a groove at the base of the claw portion, the product quality is improved and the number of assembly steps is improved.
【００５５】また、図６（ａ），図６（ｂ）に示した例
では、ツメ部を除去する構造となっているが、上記第２
の実施の形態と同様にツメ部の構造は、圧電トランス素
子の保持を解放する構造であってもよい。圧電トランス
素子をケースに収納する際の圧電トランス素子の収納高
さの製品間バラツキを小さくするために、上記第１及び
第２の実施の形態と同様に弾性支持体の弾性接着剤を適
度な粘度に調整したり、該接着剤中にギャップコントロ
ールできるようにゴム、プラスチック、ガラス等のビー
ズ材を混ぜて調整できる。前記弾性支持体の接着剤での
圧電トランス素子の固定は、ノード部近傍の少なくとも
１ヶ所にあればよい。圧電トランス素子は、対称ローゼ
ン３次タイプのみならず、他の方式、形状であっても容
易に適用可能である。In the example shown in FIGS. 6A and 6B, the nail portion is removed.
Similarly to the embodiment, the structure of the claw portion may be a structure that releases the holding of the piezoelectric transformer element. In order to reduce the variation in the storage height of the piezoelectric transformer element between the products when the piezoelectric transformer element is stored in the case, an appropriate amount of the elastic adhesive of the elastic support is applied similarly to the first and second embodiments. The viscosity can be adjusted, or a bead material such as rubber, plastic, glass or the like can be mixed into the adhesive so as to control the gap. The fixing of the piezoelectric transformer element with the adhesive of the elastic support may be performed in at least one location near the node. The piezoelectric transformer element can be easily applied to not only the symmetric Rosen tertiary type but also other types and shapes.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電トラ
ンスでは、次にまとめる効果を得ることができる。 （１）圧電トランス素子の振動阻害がないパッケージ構
造であり、すぐれた圧電トランスの電力変換効率が得ら
れる。 （２）圧電トランス素子を均一に保持でき、組み立てに
起因する圧電トランス素子の性能低下やばらつきをなく
すことができる。 （３）圧電トランス素子は弾性支持体でのみ固定される
ために耐振動、耐衝撃に優れた信頼性の高い圧電トラン
スのパッケージ部品となる。 （４）使用する部材も少なく、圧電トランスの組み立て
性が優れており、部品コストを大幅に削減できる圧電ト
ランスが得られる。As described above, with the piezoelectric transformer of the present invention, the following effects can be obtained. (1) The package structure does not hinder the vibration of the piezoelectric transformer element, and excellent power conversion efficiency of the piezoelectric transformer can be obtained. (2) The piezoelectric transformer element can be held uniformly, and performance degradation and variation of the piezoelectric transformer element caused by assembly can be eliminated. (3) Since the piezoelectric transformer element is fixed only by the elastic support, it becomes a highly reliable piezoelectric transformer package component having excellent vibration resistance and shock resistance. (4) A small number of members are used, the assemblability of the piezoelectric transformer is excellent, and a piezoelectric transformer capable of greatly reducing the cost of parts can be obtained.
【図１】本発明の第１の実施の形態の圧電トランスの各
部品の位置関係およびパッケージ構造を示す斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing a positional relationship between components of a piezoelectric transformer and a package structure according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の圧電トランス素子をカバーに収納後の図
であり、（ａ）はその外観を示す斜視図、（ｂ）は、
（ａ）のＡ―Ａ’断面図、（ｃ）は、（ａ）のＢ―Ｂ’
断面図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the piezoelectric transformer element of FIG. 1 after being housed in a cover, wherein FIG.
(A) is a sectional view taken along the line AA ', and (c) is a sectional view taken along the line BB'
It is sectional drawing.
【図３】図２の圧電トランス素子をカバーに収納し、弾
性支持体で固定後にツメ部を除去した状態を示し、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ―Ｃ’断面図であ
る。FIG. 3 shows a state in which the piezoelectric transformer element of FIG. 2 is housed in a cover, and the claws are removed after being fixed with an elastic support;
(A) is a perspective view, (b) is CC 'sectional drawing of (a).
【図４】本発明の第２の実施形態の圧電トランスを示す
図であり、（ａ）は圧電トランス素子をカバーに収納し
た状態を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＤ―Ｄ’線の
断面図、（ｃ）は、（ａ）のＤ―Ｄ’線の断面図であ
る。4A and 4B are diagrams showing a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 4A is a perspective view showing a state where the piezoelectric transformer element is housed in a cover, and FIG. FIG. 4C is a sectional view taken along line D ′, and FIG. 4C is a sectional view taken along line DD ′ in FIG.
【図５】本発明の第３実施の形態の圧電トランスを構成
する各部品の位置関係およびパッケージ構造を説明する
ための斜視図である。FIG. 5 is a perspective view for explaining a positional relationship between components constituting a piezoelectric transformer and a package structure according to a third embodiment of the present invention.
【図６】図５における圧電トランス素子を上部ケースに
収納し、弾性支持体で固定し、上部ケースと下部ケース
を接合後、ツメ部を除去した状態を示し、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は（ａ）のＥ―Ｅ’線の断面図である。FIG. 6 shows a state in which the piezoelectric transformer element in FIG. 5 is housed in an upper case, fixed with an elastic support, joined to the upper case and the lower case, and then a nail portion is removed. (b) is a sectional view taken along line EE 'of (a).
【図７】従来技術による圧電部品の製造に用いられる圧
電セラミック共振子の部品構成を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a component configuration of a piezoelectric ceramic resonator used for manufacturing a piezoelectric component according to a conventional technique.
【図８】図７の圧電セラミック共振子の部品群の積層挟
持された状態を示す部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a state in which the component group of the piezoelectric ceramic resonator of FIG. 7 is sandwiched and stacked.
【図９】従来技術によって製造された圧電部品の部品群
がケース内に収納された状態を示す部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which a group of piezoelectric components manufactured by a conventional technique is housed in a case.
１ 圧電トランス素子 ２ カバー ２ａ 上部ケース ２ｂ 下部ケース ３ 弾性接着剤 ４ ツメ部 ４’ ツメ部除去 ７ 位置決め用突起 ８ 実装基板 Ｎ１ 入力側ノード Ｎ２ 出力側ノード １１０ 圧電セラミック共振子 １１０ａ 端面外周 １１１ 端子 １１１ａ リード部 １１１ｂ 突起部 １１２ａ ケース内壁 １１３ バネ体 １１４ 開口部 １１５，１１６ 閉塞部材 １２０ 空間 １２２ スペーサ １２３ 部品群 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric transformer element 2 Cover 2a Upper case 2b Lower case 3 Elastic adhesive 4 Nail part 4 'Nail part removal 7 Positioning protrusion 8 Mounting substrate N1 Input side node N2 Output side node 110 Piezoelectric ceramic resonator 110a Edge circumference 111 terminal 111a Lead portion 111b Projecting portion 112a Case inner wall 113 Spring body 114 Opening 115,116 Closing member 120 Space 122 Spacer 123 Parts group
Claims (19)
四方の所定箇所にツメ部を設けた箱状のカバーと、前記
ツメ部で前記カバーの内部に直方体形状の圧電トランス
素子を係止するとともに弾性支持体を介して前記圧電ト
ランス素子を前記カバーの内部の平板表面に接着固定し
て収納後、前記側壁の前記ツメ部を除去したパッケージ
構造からなることを特徴とする圧電トランス。1. A box-shaped cover having a side wall around a rectangular flat plate and provided with tabs at predetermined locations on four sides of the side wall, and a rectangular parallelepiped piezoelectric transformer element inside the cover with the tabs. A piezoelectric transformer having a package structure in which the piezoelectric transformer element is locked and fixed to the surface of the flat plate inside the cover via an elastic support, and the claws of the side wall are removed. .
接着固定を、実質上の前記圧電トランス素子の振動ノー
ド位置の少なくとも一ヶ所以上で行った請求項１記載の
圧電トランス。2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the fixing of the piezoelectric transformer element to the cover is performed at at least one or more vibration node positions of the piezoelectric transformer element.
使用した請求項１または２記載の圧電トランス。3. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein a liquid crystal polymer is used as a material of the cover.
とを特徴とする請求項１，２または３記載の圧電トラン
ス。4. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the elastic support is an elastic adhesive.
用ビーズ材を含むことを特徴とする請求項４記載の圧電
トランス。5. The piezoelectric transformer according to claim 4, wherein said elastic adhesive includes a bead material for gap control.
はガラスである請求項５記載の圧電トランス。6. The piezoelectric transformer according to claim 5, wherein said bead material is rubber, plastic or glass.
四方の所定箇所にツメ部を設けた箱状のカバーと、前記
ツメ部で前記カバーの内部に直方体形状の圧電トランス
素子を係止するとともに弾性支持体を介して前記圧電ト
ランス素子を前記カバーの内部の平板表面に接着固定し
て収納したパッケージ構造を有する圧電トランスにおい
て、前記ツメ部の上部に前記圧電トランスを実装基板に
実装した際に前記圧電トランス素子と前記ツメ部との係
止を機械的に解放する突起部を設けたことを特徴とする
圧電トランス。7. A box-shaped cover having a side wall around a rectangular flat plate and having claws at predetermined locations on four sides of the side wall, and a rectangular parallelepiped piezoelectric transformer element inside the cover with the claws. In a piezoelectric transformer having a package structure in which the piezoelectric transformer element is fixed and housed by being adhered and fixed to a flat plate surface inside the cover via an elastic support, the piezoelectric transformer is mounted on a mounting board above the claws. A piezoelectric transformer, comprising: a projection for mechanically releasing the engagement between the piezoelectric transformer element and the claws when mounted.
記実装基板に実装する際の位置決め用突起を設けた請求
項７記載の圧電トランス。8. The piezoelectric transformer according to claim 7, wherein positioning protrusions for mounting the piezoelectric transformer on the mounting board are provided at four corners of the side wall.
接着固定を、実質上の前記圧電トランス素子の振動ノー
ド位置の少なくとも一ヶ所以上で行った請求項７または
８記載の圧電トランス。9. The piezoelectric transformer according to claim 7, wherein the fixing of the piezoelectric transformer element to the cover is performed at substantially at least one or more vibration node positions of the piezoelectric transformer element.
を使用した請求項７，８または９記載の圧電トランス。10. The piezoelectric transformer according to claim 7, wherein a liquid crystal polymer is used as a material of the cover.
ことを特徴とする請求項７，８，９または１０記載の圧
電トランス。11. The piezoelectric transformer according to claim 7, wherein the elastic support is an elastic adhesive.
ル用ビーズ材を含むことを特徴とする請求項１１記載の
圧電トランス。12. The piezoelectric transformer according to claim 11, wherein the elastic adhesive includes a bead material for gap control.
たはガラスである請求項１２記載の圧電トランス。13. The piezoelectric transformer according to claim 12, wherein said bead material is rubber, plastic or glass.
の四方の所定箇所にその高さが前記側壁よりも高いツメ
部を設けた箱状の上部ケースと、前記ツメ部で前記上部
ケースの内部に直方体形状の圧電トランス素子を係止す
るとともに弾性支持体を介して前記圧電トランス素子を
前記上部ケース内部の平板表面に接着固定して収納し、
次いで矩形平板の周辺に側壁を有し、該側壁に前記上部
ケースの前記のツメ部上部と嵌合する凹部を有する下部
ケースに前記上部ケースの前記ツメ部上部を前記下部ケ
ースの前記凹部に嵌合して重ねた後、前記上部ケースの
前記ツメ部を除去したパッケージ構造を有することを特
徴とする圧電トランス。14. A box-shaped upper case having a side wall around a rectangular flat plate, and a claw portion having a height higher than the side wall at predetermined positions on four sides of the side wall; A piezoelectric transformer element having a rectangular parallelepiped shape is locked inside the case and the piezoelectric transformer element is adhered and fixed to the surface of the flat plate inside the upper case via an elastic support, and stored.
Next, the upper part of the upper case is fitted into the recess of the lower case in a lower case having a side wall around the rectangular flat plate and having a recess in the side wall to fit the upper part of the claw part of the upper case. A piezoelectric transformer having a package structure in which the claws of the upper case are removed after overlapping.
素子の接着固定を、実質上の前記圧電トランス素子の振
動ノード位置の少なくとも一ヶ所以上で行った請求項１
４記載の圧電トランス。15. The method according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer element is fixedly attached to the upper case at at least one or more vibration node positions of the piezoelectric transformer element.
4. The piezoelectric transformer according to 4.
の材料として液晶ポリマーを使用した請求項１４または
１５記載の圧電トランス。16. The piezoelectric transformer according to claim 14, wherein a liquid crystal polymer is used as a material of the upper case and the lower case.
ことを特徴とする請求項１４，１５または１６記載の圧
電トランス。17. The piezoelectric transformer according to claim 14, wherein the elastic support is an elastic adhesive.
ル用ビーズ材を含むことを特徴とする請求項１７記載の
圧電トランス。18. The piezoelectric transformer according to claim 17, wherein the elastic adhesive includes a bead material for gap control.
たはガラスである請求項１８記載の圧電トランス。19. The piezoelectric transformer according to claim 18, wherein the bead material is rubber, plastic, or glass.
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