(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、下面及び上面と下面とを結ぶ側面とを有する直方体状の圧電トランス素子と、
前記圧電トランス素子の側面の周囲を空隙を隔てて取り囲むように配置されている枠材と、
前記圧電トランス素子及び前記枠材の上面に接合された第１の可撓性フィルムと、
前記圧電トランス素子及び前記枠材の下面に接合された第２の可撓性フィルムとを備え、
前記第１及び第２の可撓性フィルムの少なくとも一方が、前記圧電トランス素子の上面、下面または長手方向に沿う側面に電気的に接続されている部分を有し、前記第１及び第２の可撓性フィルム及び前記圧電トランス素子は、前記圧電トランス素子の短手方向に沿う側面では電気的に接続されている部分を有しない、圧電トランス装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の可撓性フィルムを前記圧電トランス素子及び前記枠材にそれぞれ接合している接合材層をさらに備える、請求項１に記載の圧電トランス装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の可撓性フィルムの少なくとも一方に、外部と電気的に接続するための電極が設けられている、請求項２に記載の圧電トランス装置。
【請求項４】
前記圧電トランス素子が、圧電トランス素子本体と、前記圧電トランス素子本体に設けられた表面電極とを有し、
前記表面電極が、前記第１及び第２の可撓性フィルムのうちの少なくとも一方に設けられている電極に電気的に接続されている、請求項３に記載の圧電トランス装置。
【請求項５】
前記表面電極が前記圧電トランス素子本体の側面に設けられており、
前記第１及び第２の可撓性フィルムのうちの少なくとも一方に設けられている電極が、前記表面電極に沿うように前記可撓性フィルムから前記圧電トランス素子本体側に突出するように設けられている、請求項４に記載の圧電トランス装置。
【請求項６】
前記表面電極が前記圧電トランス素子本体の上面及び下面に設けられており、
前記第１の可撓性フィルムの下面及び前記第２の可撓性フィルムの上面にそれぞれ前記電極が設けられており、
前記圧電トランス素子本体の上面に設けられている表面電極が、前記第１の可撓性フィルムの下面に設けられている前記電極に接合されており、
前記圧電トランス素子本体の下面に設けられている表面電極が、前記第２の可撓性フィルムの上面に設けられている電極に接合されている、請求項４に記載の圧電トランス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性フィルムを用いて圧電トランス素子の収納構造が形成されている圧電トランス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータなどの電源回路に用いられるトランス装置として、圧電セラミックからなる圧電トランス素子を用いた圧電トランス装置が種々提案されている。下記の特許文献１には、圧電トランス素子をプリント配線基板内に設けられた取り付け穴内に配置した構造を備える圧電トランス装置が開示されている。特許文献１に記載の圧電トランス装置では、取り付け穴内に配置された圧電トランス素子の上面から周囲のプリント配線基板に至る支持固定部材により、圧電トランス素子が支持されている。
【０００３】
他方、下記の特許文献２には、図４に分解斜視図で示す圧電トランス装置１００１が開示されている。圧電トランス装置１００１では、可撓性を有する絶縁部材１００２上に圧電トランス素子１００３が実装されている。絶縁部材１００２は、圧電トランス素子１００３を外部と電気的に接続するための配線パターンを有するフレキシブルプリント基板である。この配線パターンが、圧電トランス素子１００３の表面電極１００３ａなどに電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３６５４５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の圧電トランス装置では、上記支持固定部材が圧電トランス素子の上面から周囲のプリント配線基板に至っている。そのため、支持固定部材の厚みの分だけ、薄型化には限界があった。また、支持固定部材により圧電トランス素子とプリント配線基板とが連結されているため、温度変化が加わると、プリント配線基板の熱膨張係数と圧電トランス素子の熱膨張係数との差による機械的ストレスが圧電トランス素子及びプリント配線基板と支持固定部材との連結部分に加わりがちであった。そのため、電気的接続の安定性や圧電トランス装置としての特性が低下するおそれがあった。加えて、プリント配線基板の電極と圧電トランス素子の表面電極とが上記支持固定部材により電気的に接続されていた。従って、支持固定部材により、電気的接続及び機械的支持の双方を行っているため、組み立て工程が煩雑であった。
【０００６】
他方、特許文献２に記載の圧電トランス装置１００１では、絶縁部材１００２上に圧電トランス素子１００３が積層され、実装されている。圧電トランス装置１００１は、図示されていないプリント配線基板に実装されることで支持されるものである。従って、当該プリント配線基板の厚みの分だけ、薄型化には限界があった。さらに、圧電トランス素子１００３を周囲から封止するためには、さらに他の封止部材やケース部材を用意しなければならず、それによっても薄型化が困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、より一層の薄型化を図ることができる圧電トランス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る圧電トランス装置は、圧電トランス素子と、枠材と、第１及び第２の可撓性フィルムとを備える。圧電トランス素子は、上面、下面及び上面と下面とを結ぶ側面とを有する。枠材は、圧電トランス素子の側面の周囲を空隙を隔てて取り囲むように配置されている。第１の可撓性フィルムは、圧電トランス素子及び枠材の上面に接合されている。第２の可撓性フィルムは、圧電トランス素子及び枠材の下面に接合されている。
【０００９】
本発明に係る圧電トランス装置のある特定の局面では、第１及び第２の可撓性フィルムを圧電トランス素子及び枠材にそれぞれ接合している接合材層をさらに備える。この場合には、第１及び第２の可撓性フィルムを圧電トランス素子及び枠材に確実に固定することができる。
【００１０】
本発明に係る圧電トランス装置の他の特定の局面では、第１及び第２の可撓性フィルムの少なくとも一方において、圧電トランス素子に電気的に接続されており、かつ外部と電気的に接続するための電極が設けられている。
【００１１】
本発明に係る圧電トランス装置のさらに他の特定の局面では、圧電トランス素子が、圧電トランス素子本体と、圧電トランス素子本体に設けられた表面電極とを有し、表面電極が、第１及び第２の可撓性フィルムのうちの少なくとも一方に設けられている電極に電気的に接続されている。
【００１２】
本発明に係る圧電トランス装置の別の特定の局面では、表面電極が圧電トランス素子本体の側面に設けられている。第１及び第２の可撓性フィルムのうちの少なくとも一方に設けられている電極が、表面電極に沿うように可撓性フィルムから圧電トランス素子本体側に突出するように設けられている。
【００１３】
本発明に係る圧電トランス装置のさらに別の特定の局面では、表面電極が圧電トランス素子本体の上面及び下面に設けられている。第１の可撓性フィルムの下面及び第２の可撓性フィルムの上面にそれぞれ電極が設けられており、圧電トランス素子本体の上面に設けられている表面電極が、第１の可撓性フィルムの下面に設けられている電極に接合されており、圧電トランス素子本体の下面に設けられている表面電極が第２の可撓性フィルムの上面に設けられている電極に接合されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る圧電トランス装置によれば、圧電トランス素子の側面の周囲を空隙を隔てて取り囲むように枠材が配置されており、該圧電トランス素子及び枠材に第１及び第２の可撓性フィルムが接合されているため、圧電トランス装置の薄型化を図ることが可能となる。加えて、複雑な構造の支持部材を必要としないため、組み立て工程の簡略化及び圧電トランス装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電トランス装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る圧電トランス装置で用いられる圧電トランス素子の平面断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る圧電トランス装置を説明するための横断面図である。
【図４】従来の圧電トランス装置の一例を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電トランス装置１を示す分解斜視図である。図２は、本実施形態に係る圧電トランス装置１で用いられる圧電トランス素子２の平面断面図である。
【００１８】
図１に示すように、圧電トランス装置１では、圧電トランス素子２が枠材３内に収納されている。
【００１９】
圧電トランス素子２は、変形ローゼン型５／２波長素子からなる。もっとも、本発明において用いられる圧電トランス素子は、このような素子に限定されるものではない。
【００２０】
圧電トランス素子２は、図２に示すように、細長い直方体状すなわちストリップ状の圧電トランス素子本体４を有する。圧電トランス素子本体４は、圧電セラミックスからなる。圧電トランス素子本体４の互いに対向し合う一対の側面には、それぞれ複数の表面電極５が設けられている。
【００２１】
圧電トランス素子本体４の上面には、接合材層６が設けられている。本実施形態では、圧電トランス素子本体４の上面において、圧電トランス素子本体４の幅方向全幅にわたる複数の接合材層６が設けられている。すなわち、複数の接合材層６は、圧電トランス素子本体４の上面の一部に設けられている。
【００２２】
なお、上記複数の接合材層６はそれぞれ、圧電トランス素子２を動作させた際の振動の節にあたる部分に配置されている。
【００２３】
本実施形態では、接合材層６は両面粘着テープからなる。もっとも、接合材層６は、接着剤からなるものであってもよい。
【００２４】
上記枠材３の厚みは、圧電トランス素子２の厚み以上とされている。枠材３は、開口部３ａを有する板状部材からなる。枠材３は、セラミックス、金属、合成樹脂などの適宜の剛性材料からなる。開口部３ａの内壁は、圧電トランス素子本体４の側面及び表面電極５と距離を隔てられる。枠材３には、圧電トランス素子本体４の側面及び表面電極５が開口部３ａの内壁と距離を隔てられるように、枠材３の開口部３ａ内に圧電トランス素子２が収納される。言い換えれば、枠材３は、圧電トランス素子２の側面の周囲を空隙を隔てて取り囲むように配置されている。
【００２５】
本実施形態の圧電トランス装置１では、上記枠材３の開口部３ａ内に圧電トランス素子２が収納され、かつ枠材３の上面及び下面が第１，第２の可撓性フィルム７，８で被覆される。
【００２６】
第１の可撓性フィルム７は、可撓性を有する樹脂フィルムからなる。そして、第１の可撓性フィルム７には、複数のスリット７ａ，７ａが設けられている。スリット７ａ，７ａは、枠材３や第１の可撓性フィルム７と、圧電トランス素子２との熱膨張差により接合材層６に加わる応力を緩和するために設けられている。このため、温度変化による特性の変動が抑制され、信頼性を向上させることができる。第１の可撓性フィルム７は、前述した接合材層６により、圧電トランス素子２の上面に接合されている。
【００２７】
また、枠材３の上面には、接合材層９が設けられている。接合材層９は、接着剤からなる。もっとも、接合材層９は両面粘着テープからなるものであってもよい。接合材層９により、第１の可撓性フィルム７が枠材３の上面に接合されている。
【００２８】
第２の可撓性フィルム８は、本実施形態ではフレキシブルプリント基板からなる。従って、厚みが薄く可撓性を有する。第２の可撓性フィルム８にも、複数のスリット８ａ，８ａが設けられている。スリット８ａ，８ａは、スリット７ａ，７ａと同様に、枠材３や第１の可撓性フィルム７と、圧電トランス素子２との熱膨張差により接合材層６に加わる応力を緩和するために設けられている。このため、温度変化による特性の変動が抑制され、信頼性を向上させることができる。
【００２９】
第２の可撓性フィルム８の上面には、圧電トランス素子２を外部と電気的に接続するための電極構造が設けられている。この電極構造は、切り起こしにより上方に突出するように設けられた電極１０と、電極１０に連なる配線電極１１と、配線電極１１の端部に連ねられており、外部と電気的に接続するための端子電極１２とを有する。
【００３０】
上記電極１０は、第２の可撓性フィルム８の電極構造を切り起こすことにより形成されている。電極１０は、上方に突出しており、前述した圧電トランス素子２の表面電極５に沿うように設けられている。すなわち、表面電極５と上記電極１０とが導電性接着剤や半田などを用いて接合される。電極１０が表面電極５に沿うように設けられているため、電極１０を表面電極５に確実に接合することができる。
【００３１】
なお、上記第２の可撓性フィルム８の幅方向寸法は、枠材３の幅方向寸法よりも大きくされている。より具体的には、枠材３は、第２の可撓性フィルム８の上面において、図１の破線Ａ，Ａで囲まれている領域に配置されることとなる。従って、端子電極１２は外部に露出される。よって、外部との電気的接続を容易に行うことができる。
【００３２】
上記第２の可撓性フィルム８は、第１の可撓性フィルム７と同様に可撓性を有する適宜の樹脂フィルムからなるものであってもよい。また、上記電極１０を含む電極構造は、適宜の金属もしくは合金からなる。
【００３３】
図１に示すように、一対の電極１０が互いに対向しており、この互いに対向している一対の電極１０の間に圧電トランス素子２が配置される。そして、この互いに対向している一対の電極１０の間の中央に、接合材層１３が設けられている。接合材層１３は、本実施形態では、両面粘着テープからなる。もっとも、接合材層１３は、接着剤からなるものであってもよい。第２の可撓性フィルム８は、接合材層１３により、圧電トランス素子２の下面に接合されている。また、枠材３の下面には、上面と同様に、接着剤からなる接合材層９が設けられている。この接合材層９により、第２の可撓性フィルム８が枠材３の下面に接合されている。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態では、圧電トランス素子２において、幅方向において互いに対向し合う複数対の表面電極５が設けられている。従って、第２の可撓性フィルム８においても、上記電極１０，１０が対向している部分が複数対設けられている。
【００３５】
本実施形態の圧電トランス装置１は、上記構造を有するため、薄型化を図ることができる。すなわち、圧電トランス装置１では、圧電トランス素子２がケース材としての枠材３内に収納されている。しかも、圧電トランス素子２及び枠材３の上面に第１の可撓性フィルム７が接合されており、圧電トランス素子２及び枠材３の下面に第２の可撓性フィルム８が接合されている。そのため、圧電トランス装置１では大幅な薄型化を図ることができる。また、組み立ても容易に行い得る。従って、圧電トランス装置１では、コストの低減を図ることができる。
【００３６】
加えて、圧電トランス素子２と、第１，第２の可撓性フィルム７，８との間には、接合材層６，１３の厚みによる隙間が生じることとなる。すなわち、接合材層６，１３により接合されている部分以外の圧電トランス素子２の上面部分及び下面部分は、第１，第２の可撓性フィルム７，８と隙間を隔てて配置されている。よって、圧電トランス素子２の動作が妨げられ難い。また、接合材層６，１３の厚みを調整することにより、圧電トランス素子２の上面と第１の可撓性フィルム７との間の隙間、並びに圧電トランス素子２の下面と第２の可撓性フィルム８との間の隙間のそれぞれの大きさを調整することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、第２の可撓性フィルム８の幅方向寸法を枠材３の幅方向寸法よりも大きくして、端子電極１２を外部に露出させていた。もっとも、外部と接続するための端子電極の構造はこのような構成に限定されるものではない。例えば、枠材３と同じ外形を有する第２の可撓性フィルムを用い、配線電極を第２の可撓性フィルムの上面から下面に至るように形成し、第２の可撓性フィルムの下面に端子電極を設けてもよい。
【００３８】
本実施形態では、例えば圧電トランス素子２の上面及び第１の可撓性フィルム７の下面において、接合材層６が設けられている領域以外の領域には他の部材は設けられていない。しかしながら、接合材層６が設けられている領域以外の領域に接合材層６よりも厚みが薄いテープ等を付加してもよい。それによって、圧電トランス素子２の上面と第１の可撓性フィルム７との間の前述した隙間を小さくすることができる。このようなテープ等を付加することにより、圧電トランス素子２の上面と第１の可撓性フィルム７との間の隙間の大きさを調整することができる。同様に、圧電トランス素子２の下面と第２の可撓性フィルム８との間の隙間の大きさについても、圧電トランス素子２の下面及び第２の可撓性フィルム８の上面における、接合材層１３が接合されている領域以外の領域に接合材層１３よりも厚みが薄いテープ等を付加することにより調整することができる。
【００３９】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る圧電トランス装置２１の横断面図である。本実施形態においても、第１の実施形態で用いたものと同様の圧電トランス素子２Ａが枠材３Ａ内に収納されている。もっとも、圧電トランス素子２Ａでは、複数の表面電極５Ａが圧電トランス素子本体４の上面及び下面にそれぞれ設けられている。このように、複数の表面電極５Ａは、圧電トランス素子本体４の上面及び下面に設けられていてもよい。
【００４０】
本実施形態においても、枠材３Ａの開口部３ａの内壁は、圧電トランス素子本体４の側面と距離を隔てられる。枠材３Ａには、圧電トランス素子本体４の側面が開口部３ａの内壁と距離を隔てられるように、枠材３Ａの開口部３ａ内に圧電トランス素子２Ａが収納される。
【００４１】
また、本実施形態においても、枠材３Ａの厚みは、圧電トランス素子２Ａの厚み以上の厚みとされている。
【００４２】
そして、第１の可撓性フィルム７Ａは、本実施形態ではフレキシブルプリント基板からなる。第１の可撓性フィルム７Ａの下面には、電極２２が設けられている。上記電極２２は、導電性接着剤からなる接合材層６Ａにより、圧電トランス素子本体４の上面に設けられている表面電極５Ａに接合されている。また、電極２２は、枠材３Ａの上面に設けられている表面電極２８に接合されている。よって、電極２２は、圧電トランス素子本体４の上面に設けられている表面電極５Ａと、枠材３Ａの上面に設けられている表面電極２８とに、電気的に接続されている。
【００４３】
上記のように、枠材３Ａの上面には、表面電極２８が設けられている。枠材３Ａの下面にも、表面電極２９が設けられている。枠材３Ａ内には、ビアホール電極２３が設けられている。ビアホール電極２３の上端が枠材３Ａの上面に設けられている表面電極２８に接続されている。ビアホール電極２３の下端は、枠材３Ａの下面に設けられている表面電極２９に接続されている。ビアホール電極２３は、枠材３Ａの上面及び下面に設けられている表面電極２８，２９と一体として形成されている。枠材３Ａの下面に設けられている表面電極２９は、第２の可撓性フィルム８Ａの上面に設けられた配線電極２４に接続されている。
【００４４】
配線電極２４は、第２の可撓性フィルム８Ａの上面から側面を回り込み下面に至っている。配線電極２４における第２の可撓性フィルム８Ａの下面に至っている部分が端子電極２５を構成している。
【００４５】
第２の可撓性フィルム８Ａの上面には、電極２６が設けられている。上記電極２６は、導電性接着剤からなる接合材層６Ａにより、圧電トランス素子本体４の下面に設けられている表面電極５Ａに接合されている。電極２６は、第２の可撓性フィルム８Ａの上面から側面を回り込み下面に至っている。電極２６における第２の可撓性フィルム８Ａの下面に至っている部分が端子電極２７を構成している。
【００４６】
従って、本実施形態の圧電トランス装置２１では、第２の可撓性フィルム８Ａの下面に設けられている端子電極２５，２７により外部と容易に接続することができる。図３では、第２の可撓性フィルム８Ａの幅方向寸法は、枠材３Ａの幅方向寸法よりも大きくされているが、同寸法とされていてもよい。
【００４７】
なお、本実施形態の圧電トランス装置２１においても、接着剤からなる接合材層９，９により、第１，第２の可撓性フィルム７Ａ，８Ａが枠材３Ａの上面及び下面にそれぞれ接合されている。
【００４８】
本実施形態の圧電トランス装置２１においても、圧電トランス素子２Ａが枠材３Ａ内に収納されており、枠材３Ａの厚みが圧電トランス素子２Ａの厚み以上とされているため、並びに第１，第２の可撓性フィルム７Ａ，８Ａが枠材３Ａ及び圧電トランス素子２Ａの上面及び下面に接合されている構造を有するため、大幅な薄型化を図ることができる。加えて、本実施形態においても、接合材層６Ａ，６Ａの厚みを調整することより、圧電トランス素子２Ａの上面と第１の可撓性フィルム７Ａとの間の隙間、並びに圧電トランス素子２Ａの下面と第２の可撓性フィルム８Ａとの間の隙間のそれぞれの大きさを調整することができる。
【００４９】
すなわち、接合材層６Ａが設けられていない部分において、圧電トランス素子２Ａの上面と第１の可撓性フィルム７Ａとの間の隙間、並びに圧電トランス素子２Ａの下面と第２の可撓性フィルム８Ａとの間の隙間のそれぞれの大きさを調整することができる。また、本実施形態では、上記接合材層６Ａが導電性接着剤からなるため、圧電トランス素子２Ａと、第１，第２の可撓性フィルム７Ａ，８Ａとの接合だけでなく、電気的接続も果たすことができる。なお、接合材層６Ａは、半田などの他の導電性接合材からなるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…圧電トランス装置
２，２Ａ…圧電トランス素子
３，３Ａ…枠材
３ａ…開口部
４…圧電トランス素子本体
５，５Ａ…表面電極
６，６Ａ…接合材層
７，７Ａ…第１の可撓性フィルム
７ａ…スリット
８，８Ａ…第２の可撓性フィルム
８ａ…スリット
９…接合材層
１０…電極
１１…配線電極
１２…端子電極
１３…接合材層
２１…圧電トランス装置
２２…電極
２３…ビアホール電極
２４…配線電極
２５…端子電極
２６…電極
２７…端子電極
２８，２９…表面電極
【図１】
0006007506.tif 000002
【図２】
0006007506.tif 000003
【図３】
0006007506.tif 000004
【図４】
0006007506.tif 000005