(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力電極を施した直方体形状の圧電トランス素子と、当該圧電トランス素子を内装する容器と、弾性力を有し前記入出力電極に電気接触する複数個の導電ゴムと、一端が前記導電ゴムと電気接触し他端が前記容器外に位置するように前記容器に取り付けてなる入出力端子の複数個とからなり、前記導電ゴムは絶縁層と導電層とが交互に積層された構造であり、前記導電層が前記圧電トランス素子の横長方向の振動と直交する向きに前記入出力電極と電気接触してなる圧電トランス。
【請求項２】
入出力電極を施した直方体形状の圧電トランス素子と、当該圧電トランス素子を内装する容器と、弾性力を有し前記入出力電極に電気接触する複数個の導電ゴムと、一端が前記導電ゴムと電気接触し他端が前記容器外に位置するように前記容器に取り付けてなる入出力端子の複数個と、前記容器内に設けられ前記圧電トランス素子の移動を規制する少なくとも２つの突起とからなり、前記導電ゴムは絶縁層と導電層とが交互に積層された構造であり、前記導電層が前記圧電トランス素子の横長方向の振動と直交する向きに前記入出力電極と電気接触してなる圧電トランス。
【請求項３】
突起は、圧電トランス素子の横長方向の移動を規制する位置で、容器内の両端部に設けられてなる請求項２に記載の圧電トランス。
【請求項４】
突起は、圧電トランスの横長方向と縦方向の移動を規制する位置で、容器内に設けられてなる請求項２に記載の圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば画像を表示するのに多用されている液晶表示装置のバックライトの光源である冷陰極蛍光放電管を点灯するのに有用されている圧電トランスに関し、特に圧電トランス素子を実装する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は、パソコン、ワープロ、ビデオカメラ等の画像表示に多用されており、その用途は多岐に及び益々拡大傾向にある。その液晶表示装置の液晶表示素子は周知のように、画像表示の為にバックライトやフロントライト等の照明装置が必要であり、又それら照明装置の光源としては冷陰極蛍光放電管が多用されている。通常、冷陰極蛍光放電管を点灯させるには高周波の高電圧を放電管に供給する必要があり、その電源装置としては従来から電磁トランスによる高電圧発生装置が多用されていたが、最近では小型で薄型化できる圧電トランスを使用した電源装置が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
その圧電トランスの実装は、一般的に直方体形状の圧電トランス素子を樹脂製の容器に内装し、圧電トランス素子に設けられた入力電極及び出力電極にリード線をハンダ付けにより接続し、入力電極に接続されたリード線を介して圧電トランス素子に電力を入力し、出力電極に接続されたリード線を介して高電圧の出力を取り出すことが多い。その圧電トランス素子２は、例えば中央部駆動方式のものでは、図８に示すように直方体形状の横長の両側面の略中央部分に設けられた一対の入力電極５、５に電力を入力することによって図示実線に示すように振動し、その振幅が最も大きい出力電極６、７に高電圧が発生する。
【０００４】
ところで、圧電トランス素子２は、その駆動による実際の振動は図示の左右方向に伸縮して振動しており、入出力電極に接続されたリード線にはその振動による機械的圧力に耐えられるように柔軟性に富んだリッシ線を使用しているが、それでも長時間の使用による圧電トランス素子２の振動によってリード線に機械的ストレスが加わって断線したり、ハンダ付されているリード線が電極より外れることがあり、電力を入力したり出力を取り出すことが出来ない問題点を有している。また、圧電トランス素子の振動がリード線を介してプリント基板等の実装部材に伝達される結果、冷陰極蛍光放電管の調光回路等で変調された信号が可聴音となって外部に聞こえるという問題点も有している。従って、本発明はかかる問題の発生することのない圧電トランスを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、容器に内装された圧電トランス素子の入出力電極への電力の入力及び出力の取り出しには、入出力電極の夫々に弾性力を有した導電ゴムを電気的に接触させ、さらに一端が当該導電ゴムに電気接触し他端が前記容器外に位置するように前記容器に取り付けられる入出力端子を設けてなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、容器に内装された圧電トランス素子の入出力電極に電気接触する複数個の導電ゴムと、この導電ゴムに一端が電気接触し前記容器外に他端が位置するように前記容器に取り付けられる入出力端子の複数個とを有し、導電ゴムの導電層が圧電トランス素子の横長の振動方向と直交する向きになるように導電ゴムを前記入出力電極と電気接触させたものであり、圧電トランス素子の入出力電極への電気接続はリード線を使用しないので、リード線の断線や入出力電極との接続が外れるといった危険性もなく、また導電ゴムとの電気接触も極めて良好なものにすることができるとともに、導電ゴムによって圧電トランス素子の振動が吸収されるので、可聴音の発生が防止できる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の発明は、容器に内装された圧電トランス素子の入出力電極に電気接触する複数個の導電ゴムと、この導電ゴムに一端が電気接触し前記容器外に他端が位置するように前記容器に取り付けられる入出力端子の複数個と、圧電トランス素子の移動を規制する少なくとも２個の突起とを有し、導電ゴムの導電層が圧電トランス素子の横長の振動方向と直交する向きになるように導電ゴムを前記入出力電極と電気接触させたものであり、圧電トランス素子の入出力電極への電気接続はリード線を使用しないので、リード線の断線や入出力電極との接続が外れるといった危険性もなく、また導電ゴムとの電気接触も極めて良好なものにでき、さらに容器内に設けた前記突起により圧電トランス素子の移動を規制しているので圧電トランス素子の移動に伴う導電ゴムの坐屈による入出力電極との接触不良を防止でき、圧電トランスを安全に且つ確実に駆動させることができる。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２の発明における突起を圧電トランス素子の横長方向の移動を規制する位置に設けたので、圧電トランス素子の横長方向の移動を確実に規制することができ、圧電トランス素子の移動に伴う導電ゴムの坐屈を防止できる。
【０００９】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項２の発明における突起を圧電トランス素子の横長方向及び縦長方向の両移動を規制する位置に設けたので、導電ゴムに加わる衝撃力を小さなものにでき導電ゴムの坐屈を防止して圧電トランスを安定して駆動させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を図面とともに説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例である圧電トランスの分解斜視図であり、図において、１はアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の材料で製作され圧電トランス素子を内装する容器を形成するための上蓋、２は直方体形状の圧電トランス素子、３は上蓋１と同材料で作られ上蓋１とで圧電トランスを内装する容器を形成するための下側ケースである。この上蓋１には、複数個の係合突起４が設けられ、また圧電トランス素子２は中央部駆動型の素子を用いたものであり、その側面の略中央部分に一対の入力電極５、５と、高電圧が発生する図示の側面端部の位置に出力電極６及び７が施されており、この入出力電極は、例えば銀ペイントを圧電トランス素子の入出力電極の位置に塗布後高温にて焼き付けて施される。ケース３には上蓋１の係合突起４が嵌合し係合される複数個の嵌合穴８、入出力端子が取り付けられる端子取付部９、１０、１１、１２、及び突起２２、２３が設けられる。１３、１４は金属材料で製作された図示形状の入力端子であり、１５、１６は入力端子と同様の金属材料で製作される図示形状の出力端子である。１７、１８、１９、２０は弾性力を有した導電ゴムであり、２１は圧電トランスが内装されるケース３の内装部である。
【００１２】
この導電ゴム１７、１８、１９及び２０は、図４に示すようにシリコンゴム材料で形成される絶縁層２５と、シリコン材料内に例えば２μｍφ程度のフィラー状の銀粒子を混在させてなる導電層２６とを交互に積層して製作された構造をしており、弾性力を有し外部からの押圧力よって銀粒子を圧電トランス素子２の入出力電極及び入出力端子の双方に電気的に接触させることが出来るものである。
【００１３】
以上の構成よりなる圧電トランスは、まず入力端子１３、１４及び出力端子１５、１６を端子取付部９、１０、１１、１２、に取付け、ケース３の内装部２１に圧電トランス素子２を載置し、次に内装部２１に位置している端子１３、１５、１６の夫々の凹部（図番付さず）と圧電トランス素子２の一方の側面に施された入出力電極５、６、７との間に導電ゴム１７、１８、１９を挟み込み、次いで圧電トランス素子２を入出力端子１３、１５、１６が取付けられたケース３の側面部の方向に押圧し、ケース３内に位置している入力端子１４の凹部（図番付さず）と入力電極５との間に導電ゴム２０を挿入できる状態にして導電ゴム２０を端子１４の凹部と入力電極５との間に挟み込めば、導電ゴムの弾性力によって、入出力電極５、５、６、７と入出力端子１３、１４、１５、１６とが電気接触し、且つ圧電トランス素子２がケース３の内装部２１から簡単に取り外れないように内装される。最後に係合突起４を嵌合穴８に嵌合して係合させて上蓋１をケース３に取り付ければ、図２のように圧電トランスが組立て完成される。
【００１４】
図３は、図２の組立完成図の上蓋１を取り除き上部より見た圧電トランスの平面図であり、図に示すように導電ゴム１７、１８、１９及び２０は、圧電トランス素子２の入出力電極５、５、６及び７と、入出力端子１３、１４、１５及び１６の双方と電気的に接触している。また、ケース３内部の突起２２及び２３と圧電トランス素子２の両端側面との間は、僅かであるが隙間が設けられており、これは前述したように圧電トランス素子２は入力されることによって左右方向に振動するので、その振動が十分に出来るようにしている。
【００１５】
また、このケース３に設けられた突起２２及び２３は、圧電トランス素子２の移動を規制するものであり、例えば圧電トランスを実装した機器を誤って落下させた場合に容器内の圧電トランス素子が移動して導電ゴムに加わる機械的な衝撃力によって導電ゴムが坐屈し、入出力電極との電気接触が悪化することがあるため、圧電トランス素子２の横長方向の移動をその突起によって規制して導電ゴムの座屈を軽減するために設けられたものである。
【００１６】
図５は、本発明の圧電トランスの他の実施例であり、圧電トランスの組立完成品の上蓋を取り除き上部より見た平面図を示す。本実施例は、圧電トランス素子２の前述した横長方向の移動の規制の他に、図示矢印の縦長方向の移動をも規制するために突起２７、２８、２９及び３０を設けて圧電トランス素子２の移動を前実施例よりもさらに規制することによって、導電ゴムに加わる機械的衝撃をさらに軽減し導電ゴムが坐屈するのを防止したものである。
【００１７】
本発明の圧電トランスは基本的に以上の構成よりなるが、次に導電ゴムの取付状態によって圧電トランス素子の入出力電極との導電性がどのように変化するかを確認した。導電性の確認にあたっては、図１に示した圧電トランスの構造で、図４に示す導電ゴムを、図８に示す圧電トランス素子の左右の横方向の振動に対して平行な相対位置関係で圧電トランス素子２の入出力電極５、５、６、７に導電部２６が電気的に接触するように横方向に取り付けた圧電トランスＡと、圧電トランス素子の左右の横方向の振動に対して直交する相対位置関係で圧電トランス素子２の入出力電極に導電部２６が電気的に接触するように縦方向に取付けた圧電トランスＢとを各２０個ずつ製作した。さらにその圧電トランスの試料Ａ、Ｂのうちの各１０個を、そのトランスの容器底面を木板と水平状態に相対させて高さ１０ｃｍの位置から下方に置いた木板上に２０回落下させた場合と、全然落下させない場合とで接触抵抗値がどのように変化するのかを確認するために、実際に圧電トランス素子２に電力を入力して導電ゴムの接触抵抗値の変化を調べた。
【００１８】
図６は落下させなかった圧電トランスの導電ゴムの接触抵抗の結果を示し、図７は落下を２０回行った場合の圧電トランスの導電ゴムの接触抵抗の結果を示し、横軸は圧電トランス素子２への電力の入力電流であり、縦軸は導電ゴムの接触抵抗であり、データーは各試料１０個の平均値をとったものである。
【００１９】
この結果より、圧電トランスを落下しないもの及び落下したものの両者共に、導電ゴムの導電部２６が圧電トランス素子２の横長方向振動に対して直交する縦方向に電極と電気接触する圧電トランスＢの方が、導電ゴムの導電部２６が圧電トランス素子２の横長方向振動に対して平行となる横方向に電極と電気接触する圧電トランスＡのものよりも接触抵抗値が低く安定している。特に、圧電トランスを落下させた場合には、圧電トランスＡのものは１００ｍＡの入力で実用に供することができない電気的に不安定領域になる５０オームの接触抵抗値で接触不良の状態になっている。この導電ゴムが接触不良状態になると、特に出力電極部においては数キロボルトの高電圧が発生するので、導電ゴムの導電部と出力電極部分との間でスパークが発生して導電ゴムの導電部が炭化して絶縁不良を起こし出力を全く取り出すことができないことになる。
【００２０】
一方、圧電トランス素子の横長方向の振動に対して導電部が直交する縦方向で入出力電極と電気接触する位置関係にある圧電トランスＢの場合には、落下させることによって、落下させない場合に比して接触抵抗値は２００ｍＡ付近から増加傾向になっているが、３００ｍＡ付近までは不安定領域の接触抵抗値になることもなく、極めて安定した接触状態にあり良好な結果となっている。
【００２１】
このことは、落下させることにより導電ゴムは坐屈するが、圧電トランスＢの導電ゴムの取付けの方が外部からの衝撃力が軽減され導電ゴムの坐屈が軽減されることを示している。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の圧電トランスは、従来の圧電トランスのように圧電トランス素子の入出力電極に接続された入出力用のリード線を介して入力したり出力を取り出さないので、それらリード線が圧電トランス素子の振動に伴ってリード線が断線したり、入出力電極よりリード線の接続が外れることによって圧電トランスとして使用できなくなるような危険性が全くないし、弾性力に富んだ導電ゴムの使用により圧電トランス素子の振動を吸収できるので、可聴音の発生を防止することができる。
【００２３】
また、導電ゴムの取り付けに際しては、圧電トランス素子の横長の振動方向に対して直交する縦方向になるように導電部２６が入出力電極と電気接触するように導電ゴムを取り付けた方が、電気入力の大きさによる接触抵抗値の変化は小さく安定した電気接触状態を維持でき、たとえ使用中に落下させたとしても、機械的衝撃力に対して強いために安定領域での接触抵抗値で使用することができる圧電トランスを提供することができる。
【００２４】
さらに上記に加えて、圧電トランス素子の横長方向の移動を規制したり、横長方向及び縦長方向の両方向の移動を規制するための突起を、圧電トランス素子の内装容器内に設けたので、圧電トランス素子の移動を、例えば圧電トランスを内装した機器を誤って落とした場合に導電ゴムに加えられる機械衝撃力を軽減でき導電ゴムの坐屈を軽減できるので、常に安定した状態で圧電トランス素子を駆動して圧電トランスから安定した出力を取り出すことができる。
【００２５】
なお、本発明の実施例は、中央駆動型の圧電トランス素子の実装による圧電トランスであるが、他のローゼンが他の圧電トランス素子の実装でも同様に導電ゴムと入出力端子を使用して圧電トランスを構成し、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である圧電トランスの分解斜視図
【図２】図１の実施例にかかる圧電トランスの組立て完成図
【図３】図２の組立て完成図において上蓋を取り除いた状態で上面より見た平面図
【図４】導電ゴムの斜視図
【図５】本発明の第２の実施例である圧電トランスで、組立て完成状態において上蓋を取り除き上面より見た平面図
【図６】本発明の第１の実施例の圧電トランスの構成で導電ゴムの取り付け方向の異なる圧電トランスを落下させない場合の入力と接触抵抗値の関係図
【図７】本発明の第１の実施例の圧電トランスの構成で導電ゴムの取り付け方向の異なる圧電トランスを落下させた場合の入力と接触抵抗値の関係図
【図８】圧電トランス素子の駆動の状態図
【符号の説明】
１  上蓋
２  圧電トランス素子
３  ケース
５、５  入力電極
６、７  出力電極
９、１０、１１、１２  端子取付部
１３、１４  入力端子
１５、１６  出力端子
１７、１８、１９、２０  導電ゴム
２２、２３  突起
２４  導電ゴム
２５  絶縁層
２６  導電層
２７、２８、２９、３０  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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