JP4583130B2 - 圧電トランス - Google Patents

Description

この発明は、例えば、電子複写機やテレビジョン受像機等の直流高電圧発生装置、パソコン等に用いられている液晶を裏側から光で照らすバックライト用の光源に使用されている冷陰極管の駆動回路等に用いられる圧電トランスに関する。

圧電トランスは、圧電セラミックスからなる圧電トランス素体の機械的振動を利用して昇圧を行う。すなわち、圧電トランス素体の一部に圧電トランス素体の機械的固有振動数に等しい交流（高周波）電圧（入力電圧）を印加して圧電トランス素体を共振状態で振動させ、この振動によって発生する圧電電圧（出力電圧）を取り出す。

従来、この種の圧電トランスの実装方法としては、矩形箱状のケース内に接着剤を介し圧電トランス素体を収納し、それを基板上に実装している。そして、圧電トランス素体のケースへの収納構造としては、矩形箱状のケース内に横置きに圧電トランス素体を収納し基板上に面実装するタイプのもの（例えば、特開平８-３２１３５号公報参照）と、矩形箱状のケース内に縦置きに圧電トランス素体を収納し基板上に実装するタイプのもの（例えば、特開平８-８８４２０号公報、特開平１１-２５１６５４号公報参照）とがある。

横置きタイプのものは、低背化の点で有利であるが基板上にはその分面積を必要としてしまう。これに対して、縦置きタイプのものは、横置きタイプのものに比べて基板上には少ない面積しか必要としないので、基板上のレイアウトの点で有利であるがその分高さを必要としてしまう。

特開平８-３２１３５号公報 特開平８-８８４２０号公報 特開平１１-２５１６５４号公報

上述したように、ケース内に縦置きに圧電トランス素体を収納し基板上に実装するタイプの圧電トランスは、基板上のレイアウトの点で有利であるため、ある程度の高さが許容される場合には、使用し易いというメリットがある。しかしながら、かかる従来の圧電トランスは、矩形箱状のケース内に縦置きに圧電トランス素体を支持するために、端子やケースに設けた保持突起で圧電トランス素体を支持する等、複雑なケース構造を採用するものが多かった（上記特開平８-８８４２０号公報及び特開平１１-２５１６５４号公報参照）。また、これらの従来例では、スペーサ等の絶縁板上に圧電トランス素体を設置し、更に、これを覆うケースを設けており、圧電トランス素体を含めて大きく３点の部品から成るため、その分組み立て工数を要し、取り扱いや基板への取り付けの作業性も面倒であり、製作コストも高くならざるを得なかった。

本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、取り扱いや基板への取り付けの作業性に優れる上に、製作コストも節減可能な圧電トランスを提供することにある。

上記目的達成のため、本発明の圧電トランスは、基板に実装されて用いられる圧電トランスであって、底面側が開口した箱形に形成され、前記底面側に伸長する一次側、二次側それぞれのピン端子を有する箱形のケースと、該箱形のケース内に縦置きに収納される圧電トランス本体とを有し、前記ピン端子にリード線を介して前記圧電トランス本体が接続されており、該圧電トランスが前記基板に実装された時に、前記圧電トランス本体を該基板からスタンドオフさせる突起が前記箱形のケースに設けられていることを特徴とする。

また、前記ピン端子を基板に設けられた穴に挿入することにより該基板上に実装されることを特徴とする。

また、前記リード線として金糸線を用い、前記箱形のケースの側部に溝部を設けたことを特徴とする。

また、前記リード線として金糸線を用い、前記ケース内に収納されて該金糸線の一端が接続された前記圧電トランス本体から前記ケースの外部に引き出された前記金糸線の他端部を前記ピン端子に絡げた上で半田付けする圧電トランスにおいて、前記ピン端子の近傍に前記絡げられた金糸線の余長部分を仮固定するための溝部を設けたことを特徴とする。

更に、前記箱形のケースにおける前記圧電トランス本体の収納面の前記圧電トランス本体の振動の節に対応する位置に前記圧電トランス本体を支持する内側突起を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、取り扱いや基板への取り付けの作業性に優れる上に、製作コストも節減可能な圧電トランス及びそのケース構造を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る圧電トランス 本体１の斜視図を示す。この圧電トランス 本体１は、板状の圧電磁器板２のほぼ左半部（右半部でも良い）の対向する上下面に電極３が設けられているいわゆる１次側が構成され、これらの電極３にそれぞれ接続された金糸線５を介し電圧を印加すると圧電磁器板２はその圧電材料定数や寸法等に応じて機械的に振動し、２次側に相当する端部４に一端を半田付け接続した金糸線５を介し交流高電圧を取り出すことができるようになっている。

この金糸線５は図２に示すように、束ねた多数の細線を縄状に編んでなる芯線５ａの表面に、帯状の銅箔５ｂを螺旋状に巻き付けた構成となっている。図３はその斜視図を示す。

図４は、本実施形態に係る圧電トランスのケース６の底面側を示す斜視図である。本実施形態の圧電トランスは、図１に示した圧電トランス本体１を図４に示す箱形のケース６内に縦置きに収納するタイプの圧電トランスである。ケース６は、図４に示すように、底面６Ａが開口された箱型に形成され、且つ底面６Ａ側に伸張する３本のピン端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃを有している。ピン端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃには、導電線としての金糸線５（図１乃至図３参照）を介して圧電トランス本体１が電気的に接続される。そして、本実施形態の圧電トランスは、ピン端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃを図示しない電子複写機等の基板に設けられた穴に挿入することにより該基板上に実装される構造になっている。

以下、図４乃至図１９を参照して、本実施形態に係る圧電トランス、特に、そのケース構造及びその圧電トランス本体の収納構造について説明する。図５は、本実施形態に係る圧電トランスのケース６の上面側を示す斜視図である。図６は、図５において、更に、圧電トランス 本体１からの金糸線５を引き出して端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに絡げた状態の斜視図である。図７は、図４において、更に、圧電トランス 本体１からの金糸線５を引き出して端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに半田付けし、圧電トランス本体１をケース６内に縦置きに収納し、シリコーン接着剤を用いて接着した状態の斜視図である。図８乃至図１３は、それぞれ本実施形態に係る圧電トランスのケース６の平面図、底面図、正面図、背面図、右側面図、左側面図である。また、図１４乃至図１９は、それぞれ本実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の平面図、底面図、正面図、背面図、右側面図、左側面図である。

図４乃至図７に示すように、箱形のケース６は、各側部６ａ、６ｂに１次側の端子８Ａ、８Ｂのほぼ中央部がそれぞれ埋設された一対の端子植設部７ａ，７ｂが設けられている。また、箱形のケース６の一方の端部６ｃには２次側の端子８Ｃのほぼ中央部が埋設された端子植設部７ｃが設けられている。尚、図４に示す１次側の端子８Ａ、８Ｂそれぞれの先端側及び２次側の端子８Ｃの先端側が、上述したように、基板に設けられた穴に挿入されることにより圧電トランスが該基板上に実装される。一方、図５に示すように、１次側の端子８Ａ、８Ｂそれぞれの他端側は、それぞれ端子植設部７ａ，７ｂから伸長する部分が箱形のケース６の他方の端部６ｄ側に向かって折曲されて延設されている。また、２次側の端子８Ｃの他端側は、端子植設部７ｃから伸長する部分が箱形のケース６の側部６ｂ側に向かって折曲されて延設され、当該他端側の先端の一部は側部６ｂの面よりも突出している。尚、この他端側の先端の一部は、側部６ｂの面よりも突出しているが、端子植設部７ｂの面よりは突出していないので、圧電トランスが基板上に実装される場合にも、幅方向（箱形のケース６の短手方向）の実装スペースをむやみに増大させないようになっている。

しかして、図１に示した圧電トランス 本体１は、図７に示すように、例えば、ゴム弾性のあるシリコーン接着剤７０を用いて絶縁性を有する樹脂の成型品からなるケース６内に収められ、金糸線５は引き回されケース６の外部に導出され、端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃの上部に絡げ付けられ、かつ半田付けされる。

この場合、ケース６の側部６ａ、６ｂそれぞれの下方には金糸線５を引き出すための溝（切欠き穴）１１が形成され、かつその近傍に上述した端子植設部７ａ、７ｂが形成されている。一方、２次側は、ケース６の側部６ａの下方に、図７及び図１０に示すように、金糸線５を引き出すための溝（切欠き穴）１２が形成され、かつその近傍に上述した端子植設部７ｃが形成されている。また、１次側の端子植設部７ａ、７ｂの上面、及び２次側の端子植設部７ｃの上面には、図８及び図１４に示すように、それぞれ金糸線５を絡げるための仮止め用に保持するための溝１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられている。

尚、図７に示すように、圧電トランス 本体１の振動の節の位置１４０はシリコーン接着剤７０で一点付けされている。ただし、もう一点の節１４２を抑えるために、図９、図１１及び図１５に示すように、内側突起１４を設けている。この内側突起１４は、圧電トランス本体１ががたつかないためのリブの役目を果たす。

また、ケース６が基板に実装された時に、スタンドオフするように、図１０及び図１６に示すように、突起１６が設けられている。

更に、図１５に示すように、圧電トランス本体１の両端部１５０と１５２がケース６の端部の内面側に当たらないようにしている。このため、リブとリブの長さマイナス半だの長さ（高さ）よりも大きくとるように製作した。また、半田の位置と大きさを工夫するようにした。

更にまた、図７に示すように、金糸線５の引き出される位置にシリコーン接着剤７０を塗布している。本実施形態に係る圧電トランスでは、節の位置は振動しないため、金糸線５の引き出しも接着も、この節の位置で行うが、組み立ての時、即ち、金糸線５を絡げる時に引っ張り力がこの位置に加わるが、接着剤があれば、そこまでしか引っ張り力は加わらないので、ある程度力が加わっても金糸線５が圧電トランス本体１から剥がれないようにするためである。

以上のように、本実施形態に係る圧電トランス及びそのケース構造では、箱形のケース６側にピン端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃが設けられている点が第１の特徴であるが、ケース６の各所に、圧電トランス 本体１から伸びる金糸線５がケース６の外形から出っ張らないようにするための切り欠き（溝）や金糸線５の保護や仮止め用の突起が設けられている点が第２の特徴である。

即ち、（１）第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６では、図９及び図１０に示すように、ケース６の側部６ａ、６ｂに溝１１を設けたので、金糸線５を引き出すのが容易になる上に、塗布されたシリコーン接着剤がケース６の外形より高くならないようにすることも可能となる。塗布されたシリコーン接着剤がケース６の外形より高くなると、基板への実装が不安定になるが、本実施形態に係る圧電トランスでは、かかる事態を防止することができる。

（２）２次側には、図１０に示すように、溝１２を設け、この溝１２から金糸線５を引き出すようにしているので、２次側においても金糸線５を引き出すのが容易になる。

（３）図８及び図１４に示すように、一次側の端子植設部７ａ，７ｂ、及び２次側の端子植設部７ｃに、それぞれ金糸線５を絡げ半田付けするための仮止め用に保持するための溝１３を設けたので、金糸線５の引き回しと半田付け作業が著しく容易になる。即ち、金糸線５を圧電トランス本体１の配線に使用しているが、金糸線は芯線に腰があるため、ピン端子に絡げても、すぐにピン端子からほつれてくる（戻ってしまう）ので、半田付けが終了するまで金糸線５を引っぱって固定する必要があり、これら溝１３は、かかる機能を奏する。これにより、金糸線５をピン端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに確実、かつ容易に接続することができる。

（４）振動の節の位置はシリコーン接着剤で一点付けしたが、もう一点の節を抑えるために、図８、図９、図１１及び図１５に示すように、内側突起（リブ）１４を設けて、圧電トランス本体１の振動時に、がたつかないようにしている。

（５）更に、図１５に示すように、圧電トランス本体１の両端部１５０と１５２がケース６の端部の内面側に当たらないようにしている。このため、リブとリブの長さマイナス半だの長さ（高さ）よりも大きくとるように製作した。また、半田の位置と大きさを工夫するようにした。

（６）更にまた、図７に示すように、金糸線５の引き出される位置にシリコーン接着剤を塗布している。本実施形態に係る圧電トランスでは、節の位置は振動しないため、金糸線５の引き出しも接着も、この節の位置で行うが、組み立ての時、即ち、金糸線５を絡げる時に引っ張り力がこの位置に加わるが、接着剤があれば、そこまでしか引っ張り力は加わらないので、ある程度力が加わっても金糸線５が圧電トランス本体１から剥がれないようにするためである。

次に、図２０乃至図２５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る圧電トランス、そのケース構造等について説明する。図２０乃至図２５は、それぞれ本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の平面図、底面図、正面図、背面図、右側面図、左側面図である。

本実施形態に係る圧電トランス及びそのケース構造は、上述した第１の実施形態のものと略同様である。即ち、図２０乃至図２５に示すように、箱形のケース６は、各側部６ａ、６ｂに１次側の端子８Ａ、８Ｂのほぼ中央部がそれぞれ埋設された一対の端子植設部７ａ，７ｂが設けられている。また、箱形のケース６の一方の端部６ｃには２次側の端子８Ｃのほぼ中央部が埋設された端子植設部７ｃが設けられている。尚、図２０以下に示す１次側の端子８Ａ、８Ｂそれぞれの先端側及び２次側の端子８Ｃの先端側が、上述したように、基板に設けられた穴に挿入されることにより圧電トランスが該基板上に実装される。しかして、本実施形態においても圧電トランス 本体１は、図２０乃至図２５に示すように、例えば、ゴム弾性のあるシリコーン接着剤を用いて絶縁性を有する樹脂の成型品からなるケース６内に収められ、金糸線５は引き回されケース６の外部に導出され、端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃの上部に絡げ付けられ、かつ半田付けされる。

さて、本実施形態に係る圧電トランス及びそのケース構造は、上述した第１の実施形態のものと以下の点で相違している。

（１）上述した第１の実施形態に係る圧電トランスのケース構造に比べて、シリコーン接着剤が充填されるケース６の側部６ａ、６ｂに設けた溝１１の部分を幅方向により拡げて（即ち、側部６ａ、６ｂの溝１１の部分の肉厚をより薄くすることで）、シリコーン接着剤がはみ出ないようにした。

（２）側部６ａ、６ｂの中央部分に窪み２０を設けて治具（クリップ等）で抑えられるようにし、シリコーン接着剤が充填される時に、圧電トランス本体１がケース６内で浮き上がってしまう事態を完全に防止できるようにした。

（３）第１の実施形態に係る圧電トランスのケース構造では、図５に示すように、１次側の端子８Ａ、８Ｂと２次側の端子８Ｃそれぞれの折曲されて延設されている部分がつらになっている（側部６ａ、６ｂの高さと同じ）ため、半田が乗り上げて、活電部がケース６の外形より上に出てしまう場合も考えられる。そこで、つらよりも下側にくるように一段下げて構成し、半田が乗り上げても、その端子の半田部分（活電部）がケース６の外形より上に出ないようにした。

（４）２次側の端子植設部７ｃの近傍にシンメトリに突起２４を設けて、この突起２４を金糸線５のカバーにして、圧電トランスの取り扱い（実装など）の最中にも金糸線５が切れないようにした。

（５）図２０及び図２１の１次側の端の２つの突起２５を設けて、金糸線５を絡げた時に、仮止め用の突起とした。金糸線５を突起２５に引っ掛けて前面にはわせるようにした上で、仮止めして半田付けをすることで、金糸線５を絡げた時にこの突起２５が押さえになるようにした。

以上、本発明の圧電トランスによれば、比較的簡易な構造で、安価に縦置きタイプの圧電トランスを製作可能である。また、リード線に金糸線を用いる場合にも配線作業の簡略化を図れる。更に、図７に示した状態で、側部６ａ、６ｂを把持した状態で基板に実装することができるので、取り扱いや作業性の点で優れている。また、従来の縦置きタイプのものに比べて部品点数が少なく、生産性とコストの面で有利である。

本発明は、圧電トランス本体が縦置きされるタイプのものであれば、金糸線を用いないものにも適用可能である。

本発明に用いられる圧電トランス 本体の斜視図である。 本発明に用いられる金糸線の構造図である。 本発明に用いられる金糸線の拡大部分斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の底面側を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の上面側を示す斜視図である。 図５において、更に、圧電トランス本体１からの金糸線５を引き出して端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに絡げた状態の斜視図である。 図４において、更に、圧電トランス 本体１からの金糸線５を引き出して端子８Ａ、８Ｂ、８Ｃに半田付けし、圧電トランス本体１をケース６内に縦置きに収納し、シリコーン接着剤を用いて接着した状態の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の底面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の背面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の右側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６の左側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の底面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の右側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る圧電トランスのケース６に圧電トランス本体１が収納された状態の左側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の底面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の背面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の右側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る圧電トランスのケース６の左側面図である。

符号の説明

１ 圧電トランス本体
２ 圧電磁器板
３ 電極
４ 端部
５ 金糸線
５ａ 芯線
５ｂ 銅箱
６ ケース
６ａ 側部
６ｂ側部
７ａ 端子植設部
７ｂ 端子植設部
７ｃ 端子植設部
８Ａ 端子
８Ｂ 端子
８Ｃ 端子

Claims (6)

1. 基板に実装されて用いられる圧電トランスであって、底面側が開口した箱形に形成され、前記底面側に伸長する一次側、二次側それぞれのピン端子を有する箱形のケースと、該箱形のケース内に縦置きに収納される圧電トランス本体とを有し、前記ピン端子にリード線を介して前記圧電トランス本体が接続されており、該圧電トランスが前記基板に実装された時に、前記圧電トランス本体を該基板からスタンドオフさせる突起が前記箱形のケースに設けられていることを特徴とする圧電トランス。
2. 請求項１記載の圧電トランスにおいて、前記箱形のケースにおける前記圧電トランス本体の収納面の前記圧電トランス本体の振動の節に対応する位置に前記圧電トランス本体を支持する内側突起を設けたことを特徴とする圧電トランス。
3. 請求項１又は２記載の圧電トランスが前記ピン端子を基板に設けられた穴に挿入することにより該基板上に実装されることを特徴とする圧電トランスの実装構造。
4. 請求項１乃至３記載の圧電トランスにおいて、前記リード線として金糸線を用い、前記箱形のケースの側部に溝部を設けたことを特徴とする圧電トランス。
5. 請求項１乃至４記載の圧電トランスにおいて、前記リード線として金糸線を用い、前記ケース内に収納されて該金糸線の一端が接続された前記圧電トランス本体から前記ケースの外部に引き出された前記金糸線の他端部を前記ピン端子に絡げた上で半田付けする圧電トランスにおいて、前記ピン端子の近傍に前記絡げられた金糸線の余長部分を仮固定するための溝部を設けたことを特徴とする圧電トランス。
6. 請求項１乃至５記載の圧電トランスにおいて、前記リード線の引き出し位置がシリコーン接着剤で接着されていることを特徴とする圧電トランス。

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