(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に入力電極と、両端部に出力電極を有する中央駆動型圧電トランス素子と、該素子を保持し、実装基板に装着する保護ケースとを備えた圧電トランスにおいて、
前記保護ケースは上側保護ケースと下側保護ケースで構成され、
上側保護ケースには、中央駆動型圧電トランス素子の両端部に形成された出力電極どうしを導通させる接続導体が埋設され、前記接続導体のそれぞれの端部側は上側保護ケースの内側に現れる突出端となり、
下側保護ケースには、中央駆動型圧電トランス素子の両端部に形成された出力電極と導通する第１金属端子と、入力電極と導通する第２金属端子とを備え、
上側保護ケースと下側保護ケースとを嵌め合わせて、前記第１金属端子と前記突出端を接触して導通させたことを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】
前記第１金属端子と前記第２金属端子は、それぞれ中央駆動型圧電トランス素子の対向する側面側に形成されており、前記中央駆動型圧電トランス素子をばね性により、導通及び保持することを特徴とする請求項１に記載の圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電圧変換に用いられる圧電トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、圧電トランスを用いた液晶ディスプレイのバックライト用インバーターやＤＣ／ＤＣコンバーター等の電源回路の検討が盛んとなってきている。この理由は圧電トランスを採用することにより電源回路の飛躍的な小型化・薄型化が実現可能となるためである。
【０００３】
この電源回路用の圧電トランスとしては、種々の駆動モードが提案されているが、最も小型であるのは半波長モードで駆動される圧電トランスである。なぜなら、同一の周波数で駆動される場合、一波長モードで駆動される圧電トランスの素子は、半波長モードで駆動される素子の二倍の長さとなるからである。しかし、従来検討されてきた圧電トランスは、ほとんど一波長モードで駆動されるタイプであった。この理由は、一波長モードの方が半波長モードよりも昇圧比が２、３割高いこと、また半波長モードで駆動した場合に一波長モードの共振が起こる場合があること、また保持構造が比較的容易であることなどであった。
【０００４】
例えば、圧電トランスとして従来よく知られているローゼン型圧電トランスを図７に示す。このローゼン型の場合、半波長モードで共振すると、同時に一波長モードでも強く共振する。このため、入力波形として半波長モードの共振周波数を有する連続した矩形波パルスを印加すると、ローゼン型の圧電トランスでは一波長モードの共振も強く励起され、その結果、出力波形には半波長モードと一波長モードが混在し、著しい波形歪みを生じる。これを防ぐためには、例えばＦＥＴ等のスイッチング素子を２石として入力波形を正弦波に近づける等の対策が必要となる。
【０００５】
これに対し、図８に示す様に入力電極を素子の中央部に形成し、素子の両端に出力電極を設けた圧電トランスの場合、半波長モードで駆動したとき一波長モードでの共振は強く抑制される。なぜなら、一波長モードでの共振時には、素子の右半分が収縮する時には素子の左半分は伸長しなければならない。図８のように入力電極が左右対称に形成されている場合、一波長モードのような偶数次の共振モードは許容されず、半波長、３／２波長、５／２波長等奇数次の共振モードのみが許されている。従ってこの素子（中央部駆動型）を用いれば、一石スイッチングによる高調波成分の多い入力波形で圧電トランスを駆動しても出力波形の歪みは少ない。
【０００６】
この半波長モードで駆動され、中央部に入力電極が形成された圧電トランスとして、特開平９−２６０７３７号公報に記載された例が開示されている。これを図９に示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の中央駆動型圧電トランスによれば、中央の側面に入力端子を有し、両端に出力端子が形成されている。この従来構造の場合、高圧となる出力端子が圧電トランス素子の長手方向の両端にある。この高圧となる出力端子が、圧電トランス素子の長手方向の両端にあることにより、その両端部で高圧対策を必要とする。そして、その両端の出力端子は、実装基板上で互いに接続して使用されていた。
【０００８】
例えば、この圧電トランス素子を実装する基板のランドパターンを図１０に示す。図１０（ａ）は平面図、（ｂ）は裏面図である。この図１０は、保護ケースに収納された圧電トランス素子２０（破線で示す）が実装されるプリント基板２１であり、圧電トランス素子の入力電極が接続されるランド２２、２３と出力電極が接続されるランド２４、２５が形成されている。そして、出力電極間の接続は、この実装基板に接続ライン２７を構成し、実装基板にて接続させていた。
【０００９】
この実装基板に圧電トランス素子の出力電極間の接続ラインを構成したため、この高圧の接続ラインの裏面には、回路素子の実装は出来ず、スペース的に余裕をもった設計となり、高密度実装ができない構造となっていた。また、絶縁のため、スリット穴２６が３ヶ所に形成されていた。
【００１０】
本発明は、上記のことを鑑みて、圧電トランスの実装構造を検討し、効率よく実装でき、実装上小型化が可能な構造の圧電トランスを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中央部に入力電極と、両端部に出力電極を有する中央駆動型圧電トランス素子と、該素子を保持し、実装基板に装着する保護ケースとを備えた圧電トランスにおいて、前記保護ケースは上側保護ケースと下側保護ケースで構成され、上側保護ケースには、中央駆動型圧電トランス素子の両端部に形成された出力電極どうしを導通させる接続導体が埋設され、前記接続導体のそれぞれの端部側は上側保護ケースの内側に現れる突出端となり、下側保護ケースには、中央駆動型圧電トランス素子の両端部に形成された出力電極と導通する第１金属端子と、入力電極と導通する第２金属端子とを備え、上側保護ケースと下側保護ケースとを嵌め合わせて、前記第１金属端子と前記突出端を接触して導通させたことを特徴とする圧電トランスである。
【００１２】
本発明において、前記第１金属端子と前記第２金属端子は、それぞれ中央駆動型圧電トランス素子の対向する側面側に形成されており、前記中央駆動型圧電トランス素子をばね性により、導通及び保持するのが好ましい。
【００１３】
【実施の形態】
本発明は、保護ケースに接続導体を設け、それにより中央駆動型圧電トランス素子の両端部に設けられた出力電極を接続するものである。これにより、実装基板に、圧電トランス素子の出力電極間の接続ラインを設ける必要が無くなる。これにより、実装基板上の高圧ラインとなる出力電極間の接続ラインを無くせ、圧電トランスの実装された裏面へ別の回路素子を実装することが可能となり、高密度実装が可能となる。さらに、これにより圧電トランスの実装されるインバータ回路の小型化が可能となる。
【００１４】
本発明に係る一実施例の斜視図を図１に示す。この実施例は、中央駆動型圧電トランス素子３１と、下側保護ケース３２と上側保護ケース３３とから構成されている。
【００１５】
この中央駆動型圧電トランス素子３１の斜視図を図２に、内部構造を図３に示す。この圧電トランス素子３１は、図３に示すような圧電体グリーンシート４１、４２を積層して構成されている。圧電体グリーンシート４１は、中央部に入力電極４３、両端部に出力電極４５が形成されている。この入力電極４３は、一側面に臨み、その反対側の側面には至らないように形成されている。また圧電体グリーンシート４２は、同様に中央部に入力電極４４、両端部に出力電極４５が形成されている。この入力電極４４は、上記とは逆の一側面に臨み、その反対側の側面には至らないように形成されている。この圧電体グリーンシート４１、４２を交互に積層し、入力電極４３、４４は、互いに対向する電極の積層構造となっている。そして、積層体の側面に、入力端子電極４６、４７と出力端子電極４８が形成されている。この入力端子電極４６と４７は、それぞれ入力電極４３、４４の一方の組と導通している。そいて、出力端子電極４８は、出力電極４５と導通している。
【００１６】
この下側保護ケース３２の展開図を図４に示す。図４（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。この下側保護ケース３２について説明する。この下側保護ケースには、６つの金属端子５１、５２、５３、５４、５５、５６が側面に突出している。この金属端子の斜視図を図５に示す。この金属端子は、ばね用リン青銅合金からなり、圧電トランス素子をばね性により保持できる構造となっている。そして、金属端子５１、５２は、導通する一体物であり、底面で、接続端子５７部分が露出している。また、金属端子５３、５４も同様に導通し、底面に接続端子５８が露出している。この金属端子５１、５２、５３、５４は、圧電トランス素子３１の出力端子電極４８と導通する。
【００１７】
また金属端子５５は底面の接続端子５９と導通し、金属端子５６は底面の接続端子６０と導通している。そして、この金属端子５５、５６は、入力端子電極４６、４７と導通する。そして、この下側保護ケース３２には、圧電トランス素子３１を支持する突片６１が形成してある。
【００１８】
また上側保護ケース３３の平面図（ａ）と断面図（ｂ）を図６に示す。この上側保護ケース３３は、圧電トランス素子３１の出力電極を導通させるための接続導体６２を内蔵している。この接続導体６２は、高圧ラインとなるため、絶縁のために必要な厚さの絶縁樹脂に埋設されている。また、この接続導体６２は、下側保護ケース３２の金属端子５１、４２、５３、５４と導通するための突出端６３が４ヶ所に設けられている。また側壁内面に突起６４を有する。この突起６４は、下側保護ケースの凹部６５と嵌め合わされる。
【００１９】
そして、この下側保護ケース３２に、圧電トランス素子３１を装着する。このとき、金属端子のばね性を利用して、圧電トランス素子３１を保持させる。そして、上側保護ケース３３を被せる。この上側保護ケース３３と下側保護ケース３２とは、突起６４と凹部６５の嵌め合せにより、一体化している。また、この上側保護ケース３３と下側保護ケース３２とを嵌め合せたとき、上側保護ケース３３の接続導体６２の突出端６３と、下側保護ケース３２の出力電極用の金属端子５１、４２、５３、５４とは接触し、導通する。これにより、中央駆動型圧電トランス素子３１の両端の出力電極は導通される。
【００２０】
本発明の実施例によれば、中央駆動型圧電トランス素子の両端の出力電極の接続を保護ケースによって可能とするものであり、その圧電トランス素子の両端の出力電極の接続用ラインを実装基板上に設ける必要が無くなる。これにより、実装基板の実装密度を上げ、高密度実装が可能となる。これにより、機器の小型化にも効果を発揮するものである。
【００２１】
本発明の実施例では、出力電極に接続された接続端子５７、５８が下側保護ケース３２の下面の両側に設けてある。これは、一方側のみとしてもよい。また、両側に設ける場合、対称構造とし、方向性を無くすこともできる。また、圧電トランス素子と下側保護ケース３２とは、金属端子のばね性のみで固定されている。このため、はんだ付けなどの固定作業を無くせ、工数削減が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、中央駆動型圧電トランス素子の両端の出力電極の接続を保護ケースにより可能としたので、実装基板の出力電極接続用の高圧ラインを無くすことが出来、高圧対策を削減でき、しかも高密度実装を可能とするものであり、機器の小型化に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の斜視図である。
【図２】本発明に係る一実施例の圧電トランス素子の斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施例の圧電体シートの平面図である。
【図４】本発明に係る一実施例の下側保護ケースの展開図である。
【図５】本発明に係る一実施例の下側保護ケースの金属端子の斜視図である。
【図６】本発明に係る一実施例の上側保護ケースの平面図と断面図である。
【図７】従来のローゼン型圧電トランスの斜視図である。
【図８】本発明に係る中央駆動型圧電トランス素子の説明図である。
【図９】従来の中央駆動型圧電トランス素子の斜視図である。
【図１０】従来の実装基板の平面図と裏面図である。
【符号の説明】
３１  中央駆動型圧電トランス素子
３２  下側保護ケース
３３  上側保護ケース
４１、４２  圧電体シート
４３、４４  入力電極
４５  出力電極
４６、４７  入力端子電極
４８  出力端子電極
５１、５２、５３、５４、５５、５６  金属端子
５７、５８、５９、６０  接続端子
６１  突片
６２  接続導体
６３  突出端
【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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【図９】
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【図１０】
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