CN204538088U - 压电变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供能抑制不需要的振动模式的压电变压器。压电变压器(10)的特征在于，具备：具有驱动部(60、62)以及发电部(70)的压电体(20)；输入电极(30)；和输出电极(40)。驱动部(60、62)和发电部(70)在压电体(20)的长度方向上排列。驱动部(60、62)关于通过压电体(20)的长度方向的中心并与长度方向正交的平面(S1)被对称配置，并且占据压电体(20)的一半以上的区域，由相邻的两个以上的极化区域构成。

Description

压电变压器

技术领域

本实用新型涉及压电变压器，特别涉及在非接触电力输送等中所使用的压电变压器。

背景技术

近年来，作为被搭载在移动电话、数字摄像机等中的2次电池的充电方法，使用的是非接触电力输送。此外，作为非接触电力输送的方式之一，有通过对置的电极间的电容耦合来输送电力的电场耦合方式。在电场耦合方式的非接触电力输送中，是高电压且高频这一点在提高电力输送的效率上较为重要。因此，为了将电场耦合方式的非接触电力输送用于移动电话等电子设备中，需要在受电侧即电子设备中将通过非接触电力输送从送电侧提供的高电压的电力变换成与该电子设备的电路对应的低电压的电力的变压器。

但是，能作为非接触电力输送用的变压器来利用的变压器之一，有压电变压器。作为现有的压电变压器，例如已知专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器。其中，专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器是用在液晶显示器的背光灯中的冷阴极管用的压电变压器。冷阴极管用的压电变压器与比非接触电力输送用的变压器所要求的频率低的频率对应。因而，无法将专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器直接作为非接触电力输送用的变压器来利用。具体而言，在专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器中，为了与非接触电力输送用的变压器所要求的高的频率对应，而有两个手段。其一是使压电变压器进一步小型化，另一个是将振动模式变更为更高阶的振动模式。在前者的情况下，若使专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器进一步小型化，则会使得电力输送的效率变低。因此，为了在不损害电力输送的效率的情况下与非接触电力输送用的变压器所要求的高的频率对应，而需要将振动模式变更为更高阶的振动 模式。此外，在能作为非接触电力输送用的变压器来利用的变压器中，除了压电变压器以外还有绕组变压器。绕组变压器虽然作为非接触电力输送用的变压器当前成为主流，但与压电变压器相比更大型。进而，绕组变压器存在随着所提供的电力的频率变高而电阻增大的顾虑。

根据以上那样的理由，作为非接触电力输送用的变压器，要求利用高阶的振动模式的压电变压器。在此，为了说明利用高阶的振动模式的压电变压器的课题，而举出利用1阶～3阶的振动模式的压电变压器的示例。

图12所示的压电变压器500是利用1阶(基本)或2阶的振动模式的压电变压器。图13所示的压电变压器600是利用3阶的振动模式的压电变压器。图12是表征压电变压器500的侧面、压电变压器500的各部位的应力以及位移的图。图13是表征压电变压器600的侧面、压电变压器600的各部位的应力以及位移的图。图12以及图13中的各箭头表示极化方向。此外，图12中的(a)的曲线图表征1阶的振动模式下的各部位的应力W1a以及位移W1b，图12中的(b)的曲线图表征波形W2a以及W2b，波形W2a表征2阶的振动模式下的各部位的应力，W2b表征位移。图13中的曲线图表征3阶的振动模式下的各部位的应力W3a以及位移W3b。

如图12所示，压电变压器500具有：由压电陶瓷构成的长板状的压电体501、输入电极520以及输出电极530。输入电极520被设置在压电体501的一侧的两主面。输出电极530被设置在压电体501的另一侧的端面。如图12所示，压电体501的一侧在压电体501的厚度方向上被极化，压电体501的另一侧在压电体501的长度方向上被极化。

在压电变压器500中，若对输入电极520施加特定的频率的电压，则由于反压电效应而在压电体501产生强烈的机械振动。此时，在压电体501产生具有半波长的长度的驻波。进而，压电变压器500由于压电效应而从输出电极530输出与该机械振动对应的电压。

如图13所示，压电变压器600具有：由压电陶瓷构成的长板状的压电体601、输入电极620以及输出电极630。输入电极620被设置在压电体601的中央部的两主面。输出电极630被设置在压电体601的长度方向的两端面。压电体601的中央部在压电体601的厚度方向上被极化，压电 体601的两端部在压电体601的长度方向上被极化。

在压电变压器600中，若对输入电极620施加特定的频率的电压，则由于反压电效应而在压电体601产生强烈的机械振动。此时，在压电体601产生具有1.5波长的长度的驻波。进而，压电变压器600由于压电效应而从输出电极630输出与该机械振动对应的电压。

在此，将图12以及图13所记载的各波形进行比较。具体而言，在各振动模式的波形W1b、W2b以及W3b中，将位移对齐的左端的点作为基准点(相位＝0°)，比较位移的波形的相位成为180°的波腹的顶点的位置。2阶的振动模式的波腹的顶点的位置与3阶的振动模式的波腹的顶点的位置之间的距离短于1阶的振动模式的波腹的顶点的位置与2阶的振动模式的波腹的顶点的位置之间的距离。这意味着，由于随着成为高阶的振动模式而波长变短，因此各振动模式的位移的波形中的基准点附近的波腹部的顶点接近。即，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，混合存在多个类似的波形的振动模式。因此，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，即使要激振出所期望的振动模式，也有可能会激振出具有与所期望的振动模式类似的波形的另外的振动模式。即，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，与利用低阶的振动模式的压电变压器相比，有易于产生不需要的振动模式这样的课题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第2998717号公报

专利文献2：JP专利第4297388号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

为此，本实用新型的目的在于提供能抑制不需要的振动模式的产生的压电变压器。

用于解决课题的手段

本实用新型所涉及的压电变压器利用7阶以上的振动模式，其特征在于，所述压电变压器具备：压电体，其具有多个极化区域，该压电体设置 有由该多个极化区域中的第1极化区域构成的多个驱动部、以及由该多个极化区域中的第2极化区域构成的发电部；输入电极，其向所述多个驱动部的每一个施加电压；和输出电极，其输出由所述发电部产生的电压，所述多个驱动部以及所述发电部在所述压电体的长度方向上排列，所述多个驱动部关于通过所述压电体的长度方向的中心并与该长度方向正交的平面被对称配置，并且占据所述压电体中的一半以上的区域，所述多个驱动部的每一个由相邻的两个以上的极化区域构成。

实用新型的效果

根据本实用新型所涉及的压电变压器，能抑制不需要的振动模式的产生。

附图说明

图1是本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器的外观立体图。

图2是图1的A-A剖面处的剖视图。

图3是表征本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器的在各部位的极化方向以及位移的图。

图4是表征6阶的振动模式以及7阶的振动模式下的各部位的位移的图。

图5是表征6阶的振动模式下的各部位的位移的图。

图6是表征8阶的振动模式下的各部位的位移的图。

图7是表征7阶的振动模式以及8阶的振动模式下的各部位的位移的图。

图8是表征7阶的振动模式以及9阶的振动模式下的各部位的位移的图。

图9是第1变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。

图10是第2变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。

图11是第3变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。

图12是表征比较事例所涉及的压电变压器的侧面、和该压电变压器的各部位的应力以及位移的图。

图13是表征比较事例所涉及的压电变压器的侧面、和该压电变压器 的各部位的应力以及位移的图。

具体实施方式

以下说明本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器及其制造方法。

(压电变压器的构成)

以下参照附图来说明本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器的构成。图1是本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器10的外观立体图。图2是图1的A-A剖面处的剖视图。图3是表征本实用新型的一个形态所涉及的压电变压器10的在各部位的极化方向以及位移的图。图3中的各箭头表示极化方向。以下，将压电变压器10的长边方向设为x轴方向，将与其正交的方向定义为y轴方向、z轴方向。另外，x轴、y轴以及z轴相互正交。

如图1所示，压电变压器10呈长方体状。此外，压电变压器10是具备压电体20、输入电极30、32、输出电极40以及接地电极50的降压用的压电变压器。

如图1所示，压电体20呈长方体状。此外，与包含y轴以及z轴的平面平行的剖面中的压电体20的剖面形状是正方形。进而，如图3所示，压电体20沿着x轴方向被等分为7个极化区域。将压电体20的各极化区域称作极化区域21～27，按照极化区域21～27的顺序将它们从x轴负方向侧朝向x轴正方向侧排列。另外，本实施方式中的压电体20由锆钛酸铅(PZT)系压电陶瓷构成，但也可以由例如钛酸铅等构成。

如图3的箭头所示，极化区域21、22在与x轴方向平行的方向上被极化。此外，相互相邻的极化区域21的极化方向21d和极化区域22的极化方向22d是相反朝向。具体而言，极化方向21d朝向x轴负方向侧，极化方向22d朝向x轴正方向侧。极化区域21、22构成第1极化区域。

如图3的箭头所示，极化区域23～25在与z轴方向平行的方向上被极化。此外，相互相邻的极化区域23的极化方向23d和极化区域24的极化方向24d是相反朝向。进而，相互相邻的极化区域24的极化方向24d和极化区域25的极化方向25d是相反朝向。具体而言，极化方向23d、25d朝向z轴正方向侧，极化方向24d朝向z轴负方向侧。极化区域23～25 构成第2极化区域。

如图3的箭头所示，极化区域26、27在与x轴方向平行的方向上被极化。此外，相互相邻的极化区域26的极化方向26d和极化区域27的极化方向27d是相反朝向。具体而言，极化方向26d朝向x轴负方向侧，极化方向27d朝向x轴正方向侧。极化区域26、27构成第1极化区域。另外，在相互相邻的极化区域之间形成了极化用电极(未图示)的基础上进行极化处理，从而形成了使相互相邻的极化区域的极化方向为相反朝向的极化区域21～27。

如图1所示，输入电极30、32是被设置在压电体20中的x轴方向的两端、且包含Au、Ag、Pd、Cu等金属以及它们的合金的电极。具体而言，输入电极30被设置为覆盖压电体20的x轴负方向侧的端面。此外，输入电极32被设置为覆盖压电体20的x轴正方向侧的端面。由此，输入电极30、32在从x轴方向观察时呈正方形。另外，输入电极30、32与交流电源电连接。

输出电极40具备输出用外部电极42以及输出用内部电极441～44n。如图2所示，输出用外部电极42被设置为覆盖极化区域23～25中的y轴正方向侧的面以及z轴正方向侧的面。

此外，输出用内部电极441～44n分别被设置为横跨压电体20的内部中的极化区域23～25。进而，输出用内部电极441～44n是与z轴方向正交的长方形状的平板，如图2所示那样从z轴正方向侧朝向z轴负方向侧按照441～44n的顺序设置多片。并且，输出用内部电极441～44n分别与输出用外部电极42电连接。另外，输出电极40包含Au、Ag、Pd、Cu等金属以及它们的合金。

接地电极50具备接地用外部电极52以及接地用内部电极541～54n。如图2所示，接地用外部电极52被设置为覆盖极化区域23～25中的y轴负方向侧的面以及z轴负方向侧的面。

此外，接地用内部电极541～54n分别被设置为横跨压电体20的内部中的极化区域23～25。进而，接地用内部电极541～54n是与z轴方向正交的长方形状的平板，如图2所示那样从z轴方向的正方向侧朝向负方向侧按照541～54n的顺序设置多片。并且，接地用内部电极541～54n分别 与接地用外部电极52电连接。此外，接地电极50包含Au、Ag、Pd、Cu等金属以及它们的合金。

在以上那样构成的压电变压器10中，若对被输入电极30和接地电极50夹持的区间即极化区域21、22施加与7阶的振动模式对应的频率的电压，则由于反压电效应而在压电体20产生与x轴方向平行的纵向振动。即，极化区域21、22是压电变压器10中的驱动部。在此，将由极化区域21、22构成的驱动部称作驱动部60。

此外，在压电变压器10中，在对极化区域21、22施加与7阶的振动模式对应的频率的电压的同时，也对被输入电极32和接地电极50夹持的区间即极化区域26、27施加与7阶的振动模式对应的频率的电压，在压电体20产生与x轴方向平行的纵向振动。即，极化区域26、27也是压电变压器10中的驱动部。在此，将由极化区域26、27构成的驱动部称作驱动部62。

如以上，压电体20具有两个驱动部60、62。进而，如图3所示，驱动部60、62关于平面S1对称配置，该平面S1通过压电体20的x轴方向的中心且与x轴正交。此外，驱动部60、62包含相当于压电体20的被7等分的极化区域一半以上的四个极化区域21、22、26、27。进而，驱动部60由相邻的两个极化区域21、22构成，驱动部62由相邻的两个极化区域26、27构成。

此外，在压电变压器10中，上述的压电体20的振动通过压电效应而在极化区域23～25中被变换成电能。从输出电极40取出该电能，提供给与输出电极40电连接的电子部件。在此，将由极化区域23～25构成的发电部称作发电部70。

另外，在压电变压器10中，输入电极30、32与接地电极50的对置面积小于输出电极40与接地电极50的对置面积。此外，输入电极30、32各自与接地电极50之间的距离长于输出电极40与接地电极50之间的距离。因此，输入电极30与接地电极50之间的静电电容、以及输入电极32与接地电极50之间的静电电容，较之于输出电极40与接地电极50之间的静电电容充分小。因此，压电变压器10作为降压用的压电变压器来使用。

(压电变压器的制造方法)

首先，使用以锆钛酸铅系压电陶瓷粉末为主成分的浆料，通过刮刀法来成型，得到生片。

接下来，使用丝网印刷法等手法在生片的表面上形成成为输出用内部电极441～44n以及接地用内部电极541～54n的电极图案。并且，在将形成有电极图案的生片层叠多片之后，进行烧成。切断烧成的生片，从而得到要成为压电体20的层叠型压电陶瓷烧结体。

在如此得到的层叠型压电陶瓷烧结体的长边方向的两端面上涂覆包含Au、Ag、Pd、Cu等的膏后，进行干燥，由此来形成输入电极30、32。进而，在层叠体的中央部、即要成为极化区域23～25的区域的表面上涂覆包含Au、Ag、Pd、Cu等金属以及它们的合金的膏后，进行干燥，由此来形成输出用外部电极42以及接地用外部电极52。此时，输出用外部电极42和输出用内部电极441～44n被连接，接地用外部电极52和接地用内部电极541～54n被连接。

最后进行极化处理，由此来形成极化区域21～27，得到压电体20，并且完成压电变压器10。

(效果)

根据如以上那样构成的压电变压器10，由于以下的理由而能抑制不需要的振动模式的产生。另外，图4是表征6阶的振动模式以及7阶的振动模式下的各部位的位移的图。图5是表征6阶的振动模式下的各部位的位移的图。图6是表征8阶的振动模式下的各部位的位移的图。图7是表征7阶的振动模式以及8阶的振动模式下的各部位的位移的图。图8是表征7阶的振动模式以及9阶的振动模式下的各部位的位移的图。在此，将6阶～9阶的振动模式下的各部位的位移的波形分别称作波形W6、W7、W8、W9。此外，将各波形的位移对齐的点设为基准点(相位＝0°)，将在波形W6、W7、W8中相位成为180°的波腹的各顶点设为顶点x6、x7、x8。

在压电变压器10中，如图4所示，在极化区域21与极化区域22的边界附近，顶点x7和顶点x6接近。即，在驱动部60中，具有类似的波形的振动模式混合存在。但是，在压电变压器10中，波形W7如图3所示，在极化区域中每前进1区间，相位就超前180°。另一方面，波形W6 如图5所示，在极化区域中每前进1区间，相位就超前约154°。其结果，在压电变压器10中，如图4所示，随着极化区域从基准点前进，波形W7与波形W6的相位差拉大。最终，在压电体20中的x轴正方向侧的端部，波形W6、W7相互成为相反相位。因此，在压电变压器10中，如图4所示，在驱动部60中类似的波形W6、W7在驱动部62中变为不类似。因而，在驱动部62中施加与7阶的振动模式对应的交流电压而产生波形W7。由此，在驱动部62中产生的波形W7中抑制了不类似的波形W6的产生。根据以上的理由，若在驱动部62中施加与7阶的振动模式对应的交流电压，则抑制了6阶的振动模式的产生。即，在压电变压器10中，在要激振出7阶的振动模式的情况下，能抑制激振出6阶的振动模式。

此外，在比较了7阶的振动模式和8阶的振动模式的情况下，可以说也与上述相同。如上述那样，在压电变压器10中，波形W7如图3所示，在极化区域中每前进1区间，相位就超前180°。另一方面，波形W8如图6所示，在极化区域中每前进1区间，相位就超前约205°。其结果，随着极化区域从基准点前进，如图7所示，波形W7与波形W8的相位差拉大。最终，在压电体20中的x轴正方向侧的端部，波形W7、W8相互成为相反相位。因此，在压电变压器10中，如图7所示，在驱动部60中类似的波形W7、W8在驱动部62中变为不类似。因而，在驱动部62中施加与7阶的振动模式对应的交流电压而产生波形W7。由此，在驱动部62中产生的波形W7中抑制了不类似的波形W8的产生。根据以上的理由，若在驱动部62中施加与7阶的振动模式对应的交流电压，则抑制了8阶的振动模式的产生。即，在压电变压器10中，在要激振出7阶的振动模式的情况下，能抑制激振出8阶的振动模式。

根据以上，在压电变压器10中，如图3所示，具有多个驱动部60、62，它们关于平面S1而对称配置，因此能抑制类似的不需要的振动模式的产生。此外，在压电变压器10中，相当于电体20的被7等分的极化区域一半以上的四个极化区域21、22、26、27构成驱动部60、62，从而强制性地约束应力(位移)分布。因此，在压电变压器10中，抑制了驱动部60、62中的类似的不需要的振动模式的产生。

此外，在压电变压器10中，如图3所示那样在压电体20的两端部设 置有驱动部60、62。并且，压电体20中的x轴方向的正方向侧的端部如图4以及图7所示那样是奇数阶的振动模式的波形和偶数阶的振动模式的波形成为相反相位的位置。因此，在压电变压器10中，在要激振出高阶的振动模式的情况下，也能更有效果地抑制与该高阶的振动模式为前后的阶数的振动模式的产生。

在压电变压器10中，能抑制与7阶的振动模式不同的奇数阶的振动模式(例如5阶的振动模式以及9阶的振动模式)的产生。以下举出9阶的振动模式为例来进行说明。

如图8所示，在压电变压器10的两端部，7阶的振动模式的波形W7的波腹的顶点和9阶的振动模式的波形W9的波腹的顶点一致。即，在压电变压器10的两端部(极化区域21和极化区域27)，波形W7和波形W9类似。其中，即使在极化区域21中波形W7和波形W9类似，由于若在极化区域中前进1区间，则波形W7的相位和波形W9的相位会偏离，因此在极化区域22中波形W7和波形W9也变为不类似。同样地，即使在极化区域27中波形W7和波形W9类似，由于若在极化区域中前进1区间，则波形W7的相位和波形W9的相位会偏离，因此在极化区域26中波形W7和波形W9也变为不类似。因而，在压电变压器10中，如图3所示，驱动部60由相邻的两个极化区域21、22构成。此外，驱动部62也由相邻的两个极化区域26、27构成。并且，在驱动部60的极化区域21以及驱动部62的极化区域27中施加7阶的振动模式的交流电压而产生波形W7。由此，在驱动部60的极化区域21以及驱动部62的极化区域27中产生的波形W7中抑制了不类似的波形W9的产生。即，在压电变压器10中，在所期望的振动模式为奇数阶的情况下，能抑制与其不同的奇数阶的振动模式的产生。此外，在所期望的振动模式为偶数阶的情况下，也能抑制产生与其不同的偶数阶的振动模式。

此外，在压电变压器10中，由图1可知，与包含y轴以及z轴的平面平行的剖面中的压电体20的剖面形状是正方形。由此，压电体20中的y轴方向的振动模式和z轴方向的振动模式成为相同。因此，在压电体20中，与剖面形状是长方形状的情况比较，减少了振动模式的数量。即，在压电变压器10中，进一步抑制了不需要的振动模式的产生。

在压电变压器10中，如图3所示那样在输入电极30与接地电极50之间形成有静电电容。并且，在输入电极30与接地电极50之间存在多个极化区域21、22。所谓在输入电极30与接地电极50之间存在多个极化区域，意味着伴随该极化区域的数量的增加而输入电极30和接地电极50远离，作为结果，形成在输入电极30与接地电极50之间的静电电容不断变小。即，压电变压器10应对要求极小的输入静电电容的情况。另外，形成在输入电极32与接地电极50之间的静电电容也与上述相同。

进而，在压电变压器10中，如图3所示那样极化区域的数量是奇数。在极化区域的数量是奇数的情况下，如图3所示，极化方向相对于平面S1成为对称。由此，压电变压器10不具有依赖于安装方向的各向异性。因此，在压电变压器10中，由于在向基板安装时不需要指定安装方向，因此不需要安装方向的识别标识。

(第1变形例)

以下参照附图来说明第1变形例所涉及的压电变压器10-1。图9是第1变形例所涉及的压电变压器10-1的外观立体图。图9中的各箭头表示极化方向。

压电变压器10与压电变压器10-1的差异点在于，输出电极40的位置及形状、接地电极50的位置及形状、以及极化区域23、25的极化方向。关于其他点，由于在压电变压器10和压电变压器10-1中没有差异，因此省略说明。另外，将压电变压器10-1中的输出电极设为输出电极40-1，将压电变压器10-1中的接地电极设为接地电极50-1。进而，将压电变压器10-1中相当于极化区域23、25的极化区域称作极化区域23-1、25-1。另外，在图9中，对于与压电变压器10相同的构成标注与压电变压器10相同的标号。

如图9的箭头所示，极化区域23-1、25-1在与x轴方向平行的方向上被极化。具体而言，极化区域23-1中的极化方向23-1d朝向x轴负方向侧。极化区域25-1中的极化方向25-1d朝向x轴正方向侧。

如图9所示，输出电极40-1被设置在极化区域24。由于输出用电极40-1中的内部电极等的基本构成与输出电极40没有差异，因此在此省略说明。

如图9所示，接地电极50-1被设置在极化区域24。由于接地电极50-1中的内部电极等的基本构成与接地电极50没有差异，因此在此省略说明。

在如上述那样构成的压电变压器10-1中，极化区域24作为发电部70-1发挥功能。此外，极化区域21、22、23-1构成驱动部60-1，极化区域25-1、26、27构成驱动部62-1。即，在压电变压器10-1中，压电体20-1中由驱动部占有的区域大于压电变压器10的压电体20中由驱动部占有的区域。因此，在压电变压器10-1中，能得到大于压电变压器10的耦合系数。

此外，在压电变压器10-1中，在输入电极30与接地电极50-1之间形成有静电电容。并且，在输入电极30与接地电极50-1之间，如图9所示那样存在3个极化区域21、22、23-1。该极化区域的数量多于压电变压器10中存在于输入电极30与接地电极50之间的极化区域的数量。由此，压电变压器10-1中的输入电极30与接地电极50-1之间的距离长于压电变压器10中的输入电极30与接地电极50之间的距离。因此，压电变压器10-1中的形成于输入电极30与接地电极50-1之间的静电电容小于压电变压器10中的形成于输入电极30与接地电极50之间的静电电容。即，压电变压器10-1应对要求比压电变压器10更小的输入静电电容的情况。形成在输入电极32与接地电极50-1之间的静电电容也与上述相同。

(第2变形例)

以下参照附图来说明第2变形例所涉及的压电变压器10-2。图10是第2变形例所涉及的压电变压器10-2的外观立体图，是表征在各部位的极化方向以及位移的图。图10中的各箭头表示极化方向。另外，关于压电变压器10-2中与压电变压器10同样的构成，省略说明。

如图10所示，压电变压器10-2中的压电体20-2沿着x轴方向被等分为7个区域。将压电体20-2中的各区域称作极化区域21-2～23-2、区域24-2以及极化区域25-2～27-2，按照极化区域21-2～23-2、区域24-2以及极化区域25-2～27-2的顺序将它们从x轴负方向侧朝向x轴正方向侧排列。

如图10的箭头所示，极化区域21-2、27-2在与z轴方向平行的方向上被极化。具体而言，极化区域21-2中的极化方向21-2d、以及极化区域27-2中的极化方向27-2d都朝向z轴正方向侧。

如图10的箭头所示，极化区域22-2、23-2、25-2、26-2在与x轴方向平行的方向上被极化。此外，相邻的极化区域的极化方向是相反朝向。具体而言，极化区域22-2中的极化方向22-2d朝向x轴负方向侧，极化区域23-2中的极化方向23-2d朝向x轴正方向侧。进而，极化区域25-2中的极化方向25-2d朝向x轴负方向侧，极化区域26-2中的极化方向26-2d朝向x轴正方向侧。

区域24-2与压电变压器10中的极化区域24不同，未被极化。

如图10所示，压电变压器10-2中的输入电极30-2是矩形状的平板，被设置为覆盖区域24-2中的z轴正方向侧的面以及负方向侧的面。

压电变压器10-2中的输出电极被设置在极化区域21-2、27-2这两个场所。将被设置为覆盖极化区域21-2中的z轴正方向侧的面的输出电极设为输出电极40-2a，将被设置为覆盖极化区域27-2中的z轴正方向侧的面的输出电极设为输出电极40-2b。由于输出电极40-2a、40-2b中的输出用外部电极、输出用内部电极等的基本构成与输出电极40没有差异，因此在此省略说明。

压电变压器10-2中的接地电极被设置在极化区域21-2、27-2这两个场所。将被设置为覆盖极化区域21-2中的z轴负方向侧的面的接地电极设为接地电极50-2a，将被设置为覆盖极化区域27-2中的z轴负方向侧的面的接地电极设为接地电极50-2b。由于接地电极50-2a、50-2b中的接地用外部电极、接地用内部电极等的基本构成与接地电极50没有差异，因此在此省略说明。

在如以上那样构成的压电变压器10-2中，被输入电极30-2和接地电极50-2a夹持的区间即极化区域22-2、23-2作为驱动部发挥功能。此外，被输入电极30-2和接地电极50-2b夹持的区间即极化区域25-2、26-2作为驱动部发挥功能。进而，在压电变压器10-2中，极化区域21-2、27-2作为发电部发挥功能。

在压电变压器10-2中，如图10所示，输入电极30-2、输出电极 40-2a、40-2b、以及接地电极50-2a、50-2b被设置在压电体20-2中的z轴正方向侧的面以及z轴负方向侧的面。并且，由于输入电极30-2、输出电极40-2a、40-2b、以及接地电极50-2a、50-2b的x轴方向的中央部分别位于波形W7的波节，因此难以振动。因此，在压电变压器10-2中，如图10所示，在各电极的x轴方向的中央部，通过和用于与交流电源、各种电子部件连接的引线c1～c6接合，从而能防止由在压电体20-2产生的振动而损坏引线与各电极的接合场所的情况。

(第3变形例)

以下参照附图来说明第3变形例所涉及的压电变压器10-3。图11是第3变形例所涉及的压电变压器10-3的外观立体图，是表征在各部位的极化方向的图。图11中的各箭头表示极化方向。另外，关于压电变压器10-3中与压电变压器10同样的成，省略说明。

如图11所示，压电变压器10-3中的压电体20-3沿着x轴方向被等分为7个极化区域。将压电体20-3中的各极化区域称作极化区域21-3～27-3，按照极化区域21-3～27-3的顺序将它们从x轴负方向侧朝向x轴正方向侧排列。

如图11的箭头所示，极化区域21-3、24-3、27-3在与z轴方向平行的方向上被极化。具体而言，极化区域21-3中的极化方向21-3d朝向z轴正方向侧。极化区域24-3中的极化方向24-3d朝向z轴负方向侧。极化区域27-3中的极化方向27-3d朝向z轴正方向侧。

如图11的箭头所示，极化区域22-3、23-3、25-3、26-3在与x轴方向平行的方向上被极化。此外，相邻的极化区域的极化方向是相反朝向。具体而言，极化区域22-3中的极化方向22-3d朝向x轴负方向侧，极化区域23-3中的极化方向23-3d朝向x轴正方向侧。进而，极化区域25-3中的极化方向25-3d朝向x轴负方向侧，极化区域26-3中的极化方向26-3d朝向x轴正方向侧。

如图11所示，压电变压器10-3中的输入电极构成为包括被设置在极化区域22-3、23-3的边界的输入电极30-3、以及被设置在极化区域25-3、26-3的边界的输入电极32-3。输入电极30-3、32-3是和与x轴方向正交的平面相平行的正方形状的平板。

压电变压器10-3中的输出电极如图11所示那样被设置在极化区域21-3、24-3、27-3。将被设置为覆盖极化区域21-3中的z轴正方向侧的面的输出电极设为输出电极40-3a，将被设置为覆盖极化区域24-3中的z轴正方向侧的面的输出电极设为输出电极40-3b。进而，将被设置为覆盖极化区域27-3中的z轴正方向侧的面的输出电极设为输出电极40-3c。由于输出电极40-3a、40-3b、40-3c中的输出用外部电极、输出用内部电极等的基本构成与输出电极40没有差异，因此在此省略说明。

接地电极50-3如图11所示那样被设置在极化区域21-3、24-3、27-3。将被设置为覆盖极化区域21-3中的z轴负方向侧的面的接地电极设为接地电极50-3a，将被设置为覆盖极化区域24-3中的z轴负方向侧的面的接地电极设为接地电极50-3b。进而，将被设置为覆盖极化区域27-3中的z轴负方向侧的面的接地电极设为接地电极50-3c。由于接地电极50-3a、50-3b、50-3c中的接地用外部电极、接地用内部电极等的基本构成与接地电极50没有差异，因此在此省略说明。

在此，在压电变压器10-3中，极化区域22-3、23-3构成驱动部60-3，极化区域25-3、26-3构成驱动部62-3。进而，极化区域21-3、24-3、27-3构成发电部70-3。

在如以上那样构成的压电变压器10-3中，由于以下的理由而能得到比压电变压器10大的输入静电电容。

在压电变压器10-3中，在输入电极30-3与接地电极50-3a之间形成有静电电容。输入电极30-3与接地电极50-3a之间的距离是压电变压器10中的输入电极30与接地电极50之间的距离的一半。即，在输入电极30-3与接地电极50-3a之间形成的静电电容是在压电变压器10中的输入电极30与接地电极50之间形成的静电电容的2倍。进而，在压电变压器10-3中，在输入电极30-3与接地电极50-3b之间形成有静电电容。输入电极30-3与接地电极50-3b之间的距离是压电变压器10中的输入电极30与接地电极50之间的距离的一半。即，在输入电极30-3与接地电极50-3b之间形成的静电电容是在压电变压器10中的输入电极30与接地电极50之间形成的静电电容的2倍。

根据以上，在压电变压器10-3中的驱动部60-3所产生的静电电容 是在压电变压器10中的驱动部60所产生的静电电容的4倍。此外，关于在驱动部62-3所产生的静电电容也是同样。因此，在压电变压器10-3中，能得到比压电变压器10大的输入静电电容。

(其他实施方式)

本实用新型所涉及的压电变压器并不限于压电变压器10以及其变形例的压电变压器10-1、10-2、10-3，能在其要旨的范围内变更。例如，可以将压电变压器10中的输入电极和输出电极交换，将压电变压器10设为升压用变压器。此外，也可以作为与比7阶的振动模式更高阶的振动对应的压电变压器。进而，压电体20的层叠方向也可以与x轴方向、y轴方向平行。

产业上的可利用性

如以上那样，本实用新型在用于非接触电力输送等中的压电变压器中有用，特别在能抑制不需要的振动模式的产生这一点上卓越。

标号说明

10、10-1、10-2、10-3 压电变压器

20、20-1、20-2、20-3 压电体

21～27、23-1、25-1、21-2～23-2、25-2～27-2、21-3～27-3 极化区域

30、32、30-2、30-3、32-3 输入电极

40、40-1、40-2a、40-2b、40-3a、40-3b、40-3c 输出电极

60、60-1、60-3、62、62-1、62-3 驱动部

70、70-1、70-3 发电部

Claims (9)

1.一种压电变压器，利用7阶以上的振动模式，其特征在于，所述压电变压器具备：

压电体，其具有多个极化区域，该压电体设置有由该多个极化区域中的第1极化区域构成的多个驱动部、以及由该多个极化区域中的第2极化区域构成的发电部；

输入电极，其向所述多个驱动部的每一个施加电压；和

输出电极，其输出由所述发电部产生的电压，

所述多个驱动部以及所述发电部在所述压电体的长度方向上排列，

所述多个驱动部关于通过所述压电体的长度方向的中心并与该长度方向正交的平面被对称配置，并且占据所述压电体中的一半以上的区域，

所述多个驱动部的每一个由相邻的两个以上的极化区域构成。

2.根据权利要求1所述的压电变压器，其特征在于，

所述第1极化区域的极化方向是所述长度方向，

所述驱动部内相邻的极化区域的极化方向是相反朝向。

3.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

所述第2极化区域的极化方向是与所述长度方向正交的方向，

所述发电部内相邻的极化区域的极化方向是相反朝向。

4.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

所述压电变压器还具备接地电极，

在所述输入电极与所述接地电极之间存在多个极化区域。

5.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

与所述压电体的长度方向正交的剖面中的该压电体的剖面呈正方形状。

6.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

所述多个极化区域的数量是奇数。

7.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

所述输入电极被设置在所述压电体的长度方向上的两端面。

8.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

所述输入电极被设置在所述压电体的长度方向上的中央。

9.根据权利要求1或2所述的压电变压器，其特征在于，

在所述压电体的长度方向上的中央存在未被极化的区域，

所述输入电极在所述压电体中被设置在所述未被极化的区域。