JP2000150981A - 圧電トランス - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電体の厚みも考慮した、大きな昇圧比、効
率、出力電力を得ることができる圧電トランスを提供す
る。 【解決手段】 圧電体１０の長手方向の中央部に入力電
極１２，１４、両端面に出力電極１６，１８をそれぞれ
備えており、圧電体１０の中央部は厚み方向に分極され
ており、圧電体１０の両端部は長手方向に分極されてい
る。圧電体１０の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚
み比ＬＣ／ＬＡを０．０１〜０．０６、より好ましくは
０．０２〜０．０５に設定することで効率が改善され
る。更に、前記圧電体１０の長手方向の全長ＬＡと前記
入力電極１２，１４の長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／Ｌ
Ａを０．６〜０．９、より好ましくは０．７〜０．８に
設定することで昇圧比及び出力電力が改善される。
率、出力電力を得ることができる圧電トランスを提供す
る。 【解決手段】 圧電体１０の長手方向の中央部に入力電
極１２，１４、両端面に出力電極１６，１８をそれぞれ
備えており、圧電体１０の中央部は厚み方向に分極され
ており、圧電体１０の両端部は長手方向に分極されてい
る。圧電体１０の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚
み比ＬＣ／ＬＡを０．０１〜０．０６、より好ましくは
０．０２〜０．０５に設定することで効率が改善され
る。更に、前記圧電体１０の長手方向の全長ＬＡと前記
入力電極１２，１４の長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／Ｌ
Ａを０．６〜０．９、より好ましくは０．７〜０．８に
設定することで昇圧比及び出力電力が改善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電トランスに関
し、特に中央駆動型の圧電トランスの改良に関するもの
である。
し、特に中央駆動型の圧電トランスの改良に関するもの
である。
【０００２】
【背景技術と発明が解決しようとする課題】中央駆動型
の圧電トランスとしては、例えば特開平９−７４２３６
号公報に開示されたものがあり、図８に示すような構成
となっている。同図において、長板状の圧電体５０の中
央部に入力電極５１，５２が対向して設けられている。
圧電体５０の入力電極５１，５２の部分は厚み方向に分
極されており、この中央部分が駆動部となっている。一
方、圧電体５０の両端面には出力電極５５，５６が設け
られている。圧電体５０の両端部は逆方向に分極されて
おり、これらの部分が発電部となっている。そして、圧
電トランスの全長Ｌ1と、駆動部の長さＬ2との比Ｌ2／
Ｌ1が０．３〜０．６となっている。このような構成と
することで、高い昇圧比を得ようとするものである。
の圧電トランスとしては、例えば特開平９−７４２３６
号公報に開示されたものがあり、図８に示すような構成
となっている。同図において、長板状の圧電体５０の中
央部に入力電極５１，５２が対向して設けられている。
圧電体５０の入力電極５１，５２の部分は厚み方向に分
極されており、この中央部分が駆動部となっている。一
方、圧電体５０の両端面には出力電極５５，５６が設け
られている。圧電体５０の両端部は逆方向に分極されて
おり、これらの部分が発電部となっている。そして、圧
電トランスの全長Ｌ1と、駆動部の長さＬ2との比Ｌ2／
Ｌ1が０．３〜０．６となっている。このような構成と
することで、高い昇圧比を得ようとするものである。
【０００３】しかしながら、以上のような背景技術で
は、圧電体の厚みが考慮されていない。本発明に関連し
て行った実験によれば、圧電体の厚みが効率（出力電力
／入力電力）に相当の影響を与えることが判明してい
る。圧電トランスの特性としては、効率、出力電力、昇
圧比のいずれも大きいことが好ましい。
は、圧電体の厚みが考慮されていない。本発明に関連し
て行った実験によれば、圧電体の厚みが効率（出力電力
／入力電力）に相当の影響を与えることが判明してい
る。圧電トランスの特性としては、効率、出力電力、昇
圧比のいずれも大きいことが好ましい。
【０００４】この発明は、以上の点に着目したもので、
圧電体の厚みも考慮した好適な圧電トランスの条件を提
供することである。他の目的は、効率、出力電力、昇圧
比のいずれもが大きな圧電トランスを提供することであ
る。
圧電体の厚みも考慮した好適な圧電トランスの条件を提
供することである。他の目的は、効率、出力電力、昇圧
比のいずれもが大きな圧電トランスを提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、長板状の圧電体の長手方向の中央部表裏
に入力電極、両端面に出力電極をそれぞれ備えており、
圧電体の中央部は厚み方向に分極されており、圧電体の
両端部は長手方向に分極されている圧電トランスにおい
て、前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚
み比ＬＣ／ＬＡを、０．０１〜０．０６としたことを特
徴とする。より好ましくは、前記厚み比ＬＣ／ＬＡを
０．０２〜０．０５としたことを特徴とする。他の発明
は、前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと前記入力電極の
長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．６〜０．９と
したことを特徴とする。より好ましくは、前記電極長さ
比ＬＢ／ＬＡを０．７〜０．８としたことを特徴とす
る。
め、本発明は、長板状の圧電体の長手方向の中央部表裏
に入力電極、両端面に出力電極をそれぞれ備えており、
圧電体の中央部は厚み方向に分極されており、圧電体の
両端部は長手方向に分極されている圧電トランスにおい
て、前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚
み比ＬＣ／ＬＡを、０．０１〜０．０６としたことを特
徴とする。より好ましくは、前記厚み比ＬＣ／ＬＡを
０．０２〜０．０５としたことを特徴とする。他の発明
は、前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと前記入力電極の
長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．６〜０．９と
したことを特徴とする。より好ましくは、前記電極長さ
比ＬＢ／ＬＡを０．７〜０．８としたことを特徴とす
る。
【０００６】主要な形態の一つは、前記圧電体を、入力
電極が長手方向の中央部に形成された圧電シートを多数
積層して形成するとともに、この積層圧電体の長手方向
の各側面に外部電極を対向してそれぞれ形成し、これら
外部電極に前記入力電極を交互に接続したことを特徴と
する。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下
の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
電極が長手方向の中央部に形成された圧電シートを多数
積層して形成するとともに、この積層圧電体の長手方向
の各側面に外部電極を対向してそれぞれ形成し、これら
外部電極に前記入力電極を交互に接続したことを特徴と
する。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下
の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１には、本形態にかかる圧電トラ
ンスの外観が示されている。同図において、長板状の圧
電体１０の中央部には、表裏面に入力電極１２，１４が
設けられている。すなわち、圧電体１０を挟んで対向す
るように、入力電極１２，１４が設けられている。これ
ら入力電極１２，１４に分極用の電圧を印加すること
で、矢印ＦＡ（あるいはその逆方向）で示す厚み方向に
圧電体１０が分極されている。この圧電体１０の電極１
２，１４に挟まれた部分が、駆動部となっている。一
方、圧電体１０の両端面には、出力電極１６，１８が設
けられている。これら出力電極１６，１８によって、矢
印ＦＢ，ＦＣ（あるいはその逆方向）で示すように、圧
電体１０の両端部が逆方向に分極されており、これらの
部分が発電部となっている。なお、矢印ＦＰ，ＦＱにつ
いては後述する。
て詳細に説明する。図１には、本形態にかかる圧電トラ
ンスの外観が示されている。同図において、長板状の圧
電体１０の中央部には、表裏面に入力電極１２，１４が
設けられている。すなわち、圧電体１０を挟んで対向す
るように、入力電極１２，１４が設けられている。これ
ら入力電極１２，１４に分極用の電圧を印加すること
で、矢印ＦＡ（あるいはその逆方向）で示す厚み方向に
圧電体１０が分極されている。この圧電体１０の電極１
２，１４に挟まれた部分が、駆動部となっている。一
方、圧電体１０の両端面には、出力電極１６，１８が設
けられている。これら出力電極１６，１８によって、矢
印ＦＢ，ＦＣ（あるいはその逆方向）で示すように、圧
電体１０の両端部が逆方向に分極されており、これらの
部分が発電部となっている。なお、矢印ＦＰ，ＦＱにつ
いては後述する。
【０００８】次に、以上のような圧電トランスの電極長
さ比と昇圧比の関係を測定したところ、図２に示すよう
な結果が得られた。なお、電極長さ比は、圧電体１０の
全長ＬＡと、入力電極１２，１４の長さＬＢとの比であ
り、ＬＢ／ＬＡで表される。この例の圧電体１０の全長
ＬＡは、３５ｍｍである。また、昇圧比は、電極１２，
１４間に印加される入力電圧Ｖinと、電極１６，１８か
ら取り出される出力電圧Ｖoutの比であり、Ｖout／Ｖin
で表される。図２に示すように、昇圧比は、電極長さ比
が０．７５付近でピークとなり、略１６０倍となる。ま
た、電極長さ比が０．６〜０．９の範囲では約１００倍
以上、０．７〜０．８の範囲では約１５０倍以上の高い
昇圧比が得られる。
さ比と昇圧比の関係を測定したところ、図２に示すよう
な結果が得られた。なお、電極長さ比は、圧電体１０の
全長ＬＡと、入力電極１２，１４の長さＬＢとの比であ
り、ＬＢ／ＬＡで表される。この例の圧電体１０の全長
ＬＡは、３５ｍｍである。また、昇圧比は、電極１２，
１４間に印加される入力電圧Ｖinと、電極１６，１８か
ら取り出される出力電圧Ｖoutの比であり、Ｖout／Ｖin
で表される。図２に示すように、昇圧比は、電極長さ比
が０．７５付近でピークとなり、略１６０倍となる。ま
た、電極長さ比が０．６〜０．９の範囲では約１００倍
以上、０．７〜０．８の範囲では約１５０倍以上の高い
昇圧比が得られる。
【０００９】次に、前記圧電トランスの電極長さ比と効
率の関係を測定したところ、図３に示すような結果が得
られた。なお、効率は、入力電力Ｐinと出力電力Ｐout
との比であり、Ｐout／Ｐinで表される。図３に示すよ
うに、効率は電極長さ比が０．５付近でピークとなり、
略１となる。次に、前記圧電トランスの電極長さ比と出
力電力の関係を測定したところ、図４に示すような結果
が得られた。図４に示すように、出力電力は電極長さ比
が０．７５付近でピークとなり、約２５Ｗとなる。ま
た、電極長さ比が０．６〜０．９の範囲では約１４Ｗ以
上、０．７〜０．８の範囲では約２４Ｗ以上の高い出力
電力が得られる。
率の関係を測定したところ、図３に示すような結果が得
られた。なお、効率は、入力電力Ｐinと出力電力Ｐout
との比であり、Ｐout／Ｐinで表される。図３に示すよ
うに、効率は電極長さ比が０．５付近でピークとなり、
略１となる。次に、前記圧電トランスの電極長さ比と出
力電力の関係を測定したところ、図４に示すような結果
が得られた。図４に示すように、出力電力は電極長さ比
が０．７５付近でピークとなり、約２５Ｗとなる。ま
た、電極長さ比が０．６〜０．９の範囲では約１４Ｗ以
上、０．７〜０．８の範囲では約２４Ｗ以上の高い出力
電力が得られる。
【００１０】このように、昇圧比及び出力電力は、図２
及び図４を比較すれば明らかなように、ほぼ近似して変
化している。そして、いずれも電極長さ比が０．７５付
近でピークとなっている。これに対し、図３のように、
効率は０．５付近にピークがあり、昇圧比や出力電力と
のピークと一致しない。このため、電極長さ比を昇圧比
がピークとなる０．７５に設定すると、出力電力はほぼ
同様にピークとなるものの、効率はピークからずれて
０．４程度にまで低下してしまう。逆に、電極長さ比を
効率がピークとなる０．５に設定すると、昇圧比は約７
０倍強でピークの半分以下、出力電力は８Ｗでピークの
１／３以下にまで落ちてしまう。
及び図４を比較すれば明らかなように、ほぼ近似して変
化している。そして、いずれも電極長さ比が０．７５付
近でピークとなっている。これに対し、図３のように、
効率は０．５付近にピークがあり、昇圧比や出力電力と
のピークと一致しない。このため、電極長さ比を昇圧比
がピークとなる０．７５に設定すると、出力電力はほぼ
同様にピークとなるものの、効率はピークからずれて
０．４程度にまで低下してしまう。逆に、電極長さ比を
効率がピークとなる０．５に設定すると、昇圧比は約７
０倍強でピークの半分以下、出力電力は８Ｗでピークの
１／３以下にまで落ちてしまう。
【００１１】そこで、本形態では、圧電体１０の厚みを
考慮して、効率の向上を図っている。図５には、圧電体
１０の厚み比と効率の測定結果が示されている。厚み比
は、圧電体１０の全長ＬＡに対する厚みＬＣの比であ
り、ＬＣ／ＬＡで表される。なお、図５のグラフは、電
極長さ比を、昇圧比及び出力電力がピークとなる０．７
５として得たものである。図５に示すように、厚み比が
０．０３付近で効率がピークとなり、ほぼ１．０となっ
ている。また、厚み比が０．０１〜０．０６の範囲では
約０．８以上となっており、０．０２〜０．０５の範囲
では約０．９以上となっている。
考慮して、効率の向上を図っている。図５には、圧電体
１０の厚み比と効率の測定結果が示されている。厚み比
は、圧電体１０の全長ＬＡに対する厚みＬＣの比であ
り、ＬＣ／ＬＡで表される。なお、図５のグラフは、電
極長さ比を、昇圧比及び出力電力がピークとなる０．７
５として得たものである。図５に示すように、厚み比が
０．０３付近で効率がピークとなり、ほぼ１．０となっ
ている。また、厚み比が０．０１〜０．０６の範囲では
約０．８以上となっており、０．０２〜０．０５の範囲
では約０．９以上となっている。
【００１２】このような結果からすると、良好な昇圧比
及び出力電力が得られるように電極長さ比を設定すると
ともに、良好な効率が得られるように厚み比を設定する
ことで、昇圧比，出力電力，及び効率のいずれもが良好
な圧電トランスを得ることができる。具体的には、電極
長さ比を０．６〜０．９の範囲とすることで、昇圧比１
２０倍以上、出力電力１４Ｗ以上が得られ、厚み比が
０．０１〜０．０６の範囲で８０％以上の高い効率が得
られる。特に、電極長さ比が０．７〜０．８の範囲で
は、ほぼ１６０倍もの昇圧比と２５Ｗ以上の高い出力電
力が得られ、厚み比が０．０２〜０．０５の範囲では９
０％以上の高い効率が得られる。
及び出力電力が得られるように電極長さ比を設定すると
ともに、良好な効率が得られるように厚み比を設定する
ことで、昇圧比，出力電力，及び効率のいずれもが良好
な圧電トランスを得ることができる。具体的には、電極
長さ比を０．６〜０．９の範囲とすることで、昇圧比１
２０倍以上、出力電力１４Ｗ以上が得られ、厚み比が
０．０１〜０．０６の範囲で８０％以上の高い効率が得
られる。特に、電極長さ比が０．７〜０．８の範囲で
は、ほぼ１６０倍もの昇圧比と２５Ｗ以上の高い出力電
力が得られ、厚み比が０．０２〜０．０５の範囲では９
０％以上の高い効率が得られる。
【００１３】次に、図６を参照しながら、本形態にかか
る圧電トランスの実施例を説明する。図６(A)に示すよ
うに、本例では、複数の圧電シートを積層することで、
圧電体を構成している。圧電シート３０としては、例え
ばドクタブレード法で製造したＰＺＴ（チタン酸ジルコ
ン酸鉛）のシートを使用する。この圧電シート３０の中
央部分に、入力電極パターン３２をスクリーン印刷など
適宜の方法で形成する。このとき、図６(B)，(C)にそれ
ぞれ示すように、２つのパターンのものを用意する。同
図(B)の入力電極パターン３２Ａは、その上側が一部欠
けており、切欠部３４Ａとなっている。同図(C)の入力
電極パターン３２Ｂは、その下側が一部欠けており、切
欠部３４Ｂとなっている。
る圧電トランスの実施例を説明する。図６(A)に示すよ
うに、本例では、複数の圧電シートを積層することで、
圧電体を構成している。圧電シート３０としては、例え
ばドクタブレード法で製造したＰＺＴ（チタン酸ジルコ
ン酸鉛）のシートを使用する。この圧電シート３０の中
央部分に、入力電極パターン３２をスクリーン印刷など
適宜の方法で形成する。このとき、図６(B)，(C)にそれ
ぞれ示すように、２つのパターンのものを用意する。同
図(B)の入力電極パターン３２Ａは、その上側が一部欠
けており、切欠部３４Ａとなっている。同図(C)の入力
電極パターン３２Ｂは、その下側が一部欠けており、切
欠部３４Ｂとなっている。
【００１４】これら、図６(B)，(C)の入力電極パターン
３２Ａ，３２Ｂの圧電シート３０Ａ，３０Ｂを、同図
(A)に示すように交互に積層する。そして更に、上下
に、ダミー用（保護用）として、電極パターンが形成さ
れていない圧電シート３０をそれぞれ積層する。この積
層体を圧着するとともに、脱バインダ，焼成などの処理
を施す。すると、図７(A)に示すような積層圧電体４０
が得られる。この積層圧電体４０の中央部には、入力電
極パターン３２Ａ，３２Ｂが交互に積層されている。こ
の積層圧電体４０の各側面に、図７(B)に示すように、
引出用の外部電極４２Ａ，４２Ｂを対向してそれぞれ形
成する。上述したように、入力電極パターン３２Ａ，３
２Ｂには、それぞれ切欠部３４Ａ，３４Ｂが設けられて
いる。このため、外部電極４２Ａは入力電極パターン３
２Ａに接続し、外部電極４２Ｂは入力電極パターン３２
Ｂに接続する。更に、積層圧電体４０の両端面には、出
力電極４４Ａ，４４Ｂがそれぞれ形成される。外部電極
４２Ａ，４２Ｂ、出力電力４４Ａ，４４Ｂは、例えば銀
の焼き付けなどの方法で形成する。更に、前記外部電極
４２Ａ，４２Ｂ及び出力電極４４Ａ，４４Ｂに、導電性
樹脂もしくは半田によってリード線４６を接続する。
３２Ａ，３２Ｂの圧電シート３０Ａ，３０Ｂを、同図
(A)に示すように交互に積層する。そして更に、上下
に、ダミー用（保護用）として、電極パターンが形成さ
れていない圧電シート３０をそれぞれ積層する。この積
層体を圧着するとともに、脱バインダ，焼成などの処理
を施す。すると、図７(A)に示すような積層圧電体４０
が得られる。この積層圧電体４０の中央部には、入力電
極パターン３２Ａ，３２Ｂが交互に積層されている。こ
の積層圧電体４０の各側面に、図７(B)に示すように、
引出用の外部電極４２Ａ，４２Ｂを対向してそれぞれ形
成する。上述したように、入力電極パターン３２Ａ，３
２Ｂには、それぞれ切欠部３４Ａ，３４Ｂが設けられて
いる。このため、外部電極４２Ａは入力電極パターン３
２Ａに接続し、外部電極４２Ｂは入力電極パターン３２
Ｂに接続する。更に、積層圧電体４０の両端面には、出
力電極４４Ａ，４４Ｂがそれぞれ形成される。外部電極
４２Ａ，４２Ｂ、出力電力４４Ａ，４４Ｂは、例えば銀
の焼き付けなどの方法で形成する。更に、前記外部電極
４２Ａ，４２Ｂ及び出力電極４４Ａ，４４Ｂに、導電性
樹脂もしくは半田によってリード線４６を接続する。
【００１５】次に、外部電極４２Ａ，４２Ｂを介して入
力電極３２Ａ，３２Ｂ間に直流電圧を印加し、積層圧電
体４０の中央部分を分極する。また、外部電極４２Ａ，
４２Ｂと出力電極４４Ａ，４４Ｂとの間に直流電圧を印
加し、積層圧電体４０の両端部を分極する。図７(D)に
はその様子が示されており、積層圧電体４０の中央部分
は、矢印ＦＡ1，ＦＡ2方向（もしくはそれらの逆方向）
に分極される。また、積層圧電体４０の両端部は、矢印
ＦＢ，ＦＣ方向（もしくはそれらの逆方向）に分極され
る。
力電極３２Ａ，３２Ｂ間に直流電圧を印加し、積層圧電
体４０の中央部分を分極する。また、外部電極４２Ａ，
４２Ｂと出力電極４４Ａ，４４Ｂとの間に直流電圧を印
加し、積層圧電体４０の両端部を分極する。図７(D)に
はその様子が示されており、積層圧電体４０の中央部分
は、矢印ＦＡ1，ＦＡ2方向（もしくはそれらの逆方向）
に分極される。また、積層圧電体４０の両端部は、矢印
ＦＢ，ＦＣ方向（もしくはそれらの逆方向）に分極され
る。
【００１６】次に、以上のような構成の圧電トランスに
つき、以下の表１に示すように、寸法が異なる複数のサ
ンプルを作成した。
つき、以下の表１に示すように、寸法が異なる複数のサ
ンプルを作成した。
【００１７】
【表１】
【００１８】この表１において、圧電シートの積層枚数
は、サンプルＡ〜Ｅのいずれにおいても１５枚である。
また、圧電積層体の長さ（図１のＬＡ）も、サンプルＡ
〜Ｅで共通しており、３０mmとなっている。しかし、サ
ンプル間で厚みが異なっており、サンプルＡ，Ｅは１．
５mm，サンプルＢ〜Ｄは０．９mmとなっている。なお、
積層枚数が同じでも、圧電シート１枚当たりの厚みが異
なるために全体としての厚みも異なるようになる。従っ
て、厚み比は、サンプルＡ，Ｅが０．０５、サンプルＢ
〜Ｄが０．０３となる。更に、電極長さ比は、サンプル
Ａが０．５０、サンプルＢ，Ｅが０．７０、サンプルＣ
が０．７５、サンプルＤが０．８０となるように入力電
極３２の長さが設定されている。
は、サンプルＡ〜Ｅのいずれにおいても１５枚である。
また、圧電積層体の長さ（図１のＬＡ）も、サンプルＡ
〜Ｅで共通しており、３０mmとなっている。しかし、サ
ンプル間で厚みが異なっており、サンプルＡ，Ｅは１．
５mm，サンプルＢ〜Ｄは０．９mmとなっている。なお、
積層枚数が同じでも、圧電シート１枚当たりの厚みが異
なるために全体としての厚みも異なるようになる。従っ
て、厚み比は、サンプルＡ，Ｅが０．０５、サンプルＢ
〜Ｄが０．０３となる。更に、電極長さ比は、サンプル
Ａが０．５０、サンプルＢ，Ｅが０．７０、サンプルＣ
が０．７５、サンプルＤが０．８０となるように入力電
極３２の長さが設定されている。
【００１９】このようなサンプルＡ〜Ｅについて、１０
０ｋΩの負荷を接続するとともに、室温で４．５Ｖp-p
の正弦波電圧を印加したときの昇圧比、出力電力、及び
効率を測定したところ、次の表２に示すような結果が得
られた。
０ｋΩの負荷を接続するとともに、室温で４．５Ｖp-p
の正弦波電圧を印加したときの昇圧比、出力電力、及び
効率を測定したところ、次の表２に示すような結果が得
られた。
【００２０】
【表２】
【００２１】この表２において、まず、電極長さ比が同
じで厚み比が異なるサンプルＢとサンプルＥを比較す
る。すると、厚み比０．０３のサンプルＢの方が、厚み
比０．０５のサンプルＥに対して、昇圧比，出力電力，
及び効率のいずれについても高い値となっている。次
に、サンプルＥについて電極長さ比を０．７０から０．
５０としたサンプルＡを見ると、図３に示したように効
率については改善が見られるものの、昇圧比及び出力電
力についてはむしろ逆に低くなっている。
じで厚み比が異なるサンプルＢとサンプルＥを比較す
る。すると、厚み比０．０３のサンプルＢの方が、厚み
比０．０５のサンプルＥに対して、昇圧比，出力電力，
及び効率のいずれについても高い値となっている。次
に、サンプルＥについて電極長さ比を０．７０から０．
５０としたサンプルＡを見ると、図３に示したように効
率については改善が見られるものの、昇圧比及び出力電
力についてはむしろ逆に低くなっている。
【００２２】これらサンプルＡ，Ｅに対し、厚み比を
０．０３とするとともに、電極長さ比を０．７０〜０．
８０としたサンプルＢ〜Ｄは、昇圧比，出力電力、及び
効率のいずれについても、良好な値が得られている。
０．０３とするとともに、電極長さ比を０．７０〜０．
８０としたサンプルＢ〜Ｄは、昇圧比，出力電力、及び
効率のいずれについても、良好な値が得られている。
【００２３】このように、本形態によれば、まず、良好
な昇圧比及び出力電力が得られるように、電極長さ比が
設定される。そして次に、良好な効率が得られるよう
に、厚み比が設定される。このようにすることで、昇圧
比，出力電圧，及び効率のいずれもが良好な圧電トラン
スを得ることができる。具体的には、 電極長さ比は０．６〜０．９の範囲、より好ましくは
０．７〜０．８の範囲とする， 厚み比は０．０１〜０．０６の範囲、より好ましくは
０．０２〜０．０５の範囲とする，ことで、良好な特性
の圧電トランスが得られる。
な昇圧比及び出力電力が得られるように、電極長さ比が
設定される。そして次に、良好な効率が得られるよう
に、厚み比が設定される。このようにすることで、昇圧
比，出力電圧，及び効率のいずれもが良好な圧電トラン
スを得ることができる。具体的には、 電極長さ比は０．６〜０．９の範囲、より好ましくは
０．７〜０．８の範囲とする， 厚み比は０．０１〜０．０６の範囲、より好ましくは
０．０２〜０．０５の範囲とする，ことで、良好な特性
の圧電トランスが得られる。
【００２４】本発明には数多くの実施形態があり、以上
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、次のようなものも含まれる。 前記形態で示した材料や製造方法は一例であり、公知
の各種の材料や方法を用いてよい。また、長板状の圧電
体は、図６〜図７に示したように圧電シートを積層した
構成としてもよいし、図１に示したようなバルク状の圧
電体を用いてもよい。圧電シートの積層数も、必要に応
じて増減してよい。積層構造とすることで、分極電圧の
低減を図ることができる。 前記形態では、圧電体の両端部を互いに逆方向となる
ように分極したが、図１に点線矢印ＦＰ，ＦＱ（もしく
はそれらの逆方向）で示すように、同一方向に分極する
ようにしてもよい。このようにすると、出力電極の１
６，１８の振動方向が一致するようになり、上述した場
合と比較して昇圧比がほぼ２倍になる。
の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例
えば、次のようなものも含まれる。 前記形態で示した材料や製造方法は一例であり、公知
の各種の材料や方法を用いてよい。また、長板状の圧電
体は、図６〜図７に示したように圧電シートを積層した
構成としてもよいし、図１に示したようなバルク状の圧
電体を用いてもよい。圧電シートの積層数も、必要に応
じて増減してよい。積層構造とすることで、分極電圧の
低減を図ることができる。 前記形態では、圧電体の両端部を互いに逆方向となる
ように分極したが、図１に点線矢印ＦＰ，ＦＱ（もしく
はそれらの逆方向）で示すように、同一方向に分極する
ようにしてもよい。このようにすると、出力電極の１
６，１８の振動方向が一致するようになり、上述した場
合と比較して昇圧比がほぼ２倍になる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果がある。 圧電体の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚み比Ｌ
Ｃ／ＬＡを０．０１〜０．０６、好ましくは０．０２〜
０．０５としたので、効率の向上を図ることができる。 更に、圧電体の長手方向の全長ＬＡと前記入力電極の
長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．６〜０．９、
好ましくは０．７〜０．８としたので、高い効率、昇圧
比、及び出力電力を得ることができる。
次のような効果がある。 圧電体の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚み比Ｌ
Ｃ／ＬＡを０．０１〜０．０６、好ましくは０．０２〜
０．０５としたので、効率の向上を図ることができる。 更に、圧電体の長手方向の全長ＬＡと前記入力電極の
長さＬＢとの電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．６〜０．９、
好ましくは０．７〜０．８としたので、高い効率、昇圧
比、及び出力電力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態にかかる圧電トランスを示す斜
視図である。
視図である。
【図２】前記形態の電極長さ比と昇圧比の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】前記形態の電極長さ比と効率の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図４】前記形態の電極長さ比と出力電力の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】前記形態の厚み比と効率の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】前記形態の実施例の積層構造を示す図である。
【図７】前記実施例の電極形成及び分極の様子を示す図
である。
である。
【図８】背景技術の圧電トランスの一例を示す図であ
る。
る。
１０…圧電体 １２，１４…入力電極 １６，１８…出力電極 ３０，３０Ａ，３０Ｂ…圧電シート ３２，３２Ａ，３２Ｂ…入力電極パターン ３４Ａ，３４Ｂ…切欠部 ４０…積層圧電体 ４２Ａ，４２Ｂ…外部電極 ４４Ａ，４４Ｂ…出力電極 ４６…リード線 ＬＡ…全長 ＬＢ…電極長さ ＬＣ…厚み
Claims (5)
- 【請求項１】 長板状の圧電体の長手方向の中央部表裏
に入力電極、両端面に出力電極をそれぞれ備えており、
圧電体の中央部は厚み方向に分極されており、圧電体の
両端部は長手方向に分極されている圧電トランスにおい
て、 前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと厚みＬＣとの厚み比
ＬＣ／ＬＡを０．０１〜０．０６としたことを特徴とす
る圧電トランス。 - 【請求項２】 前記厚み比ＬＣ／ＬＡを０．０２〜０．
０５としたことを特徴とする請求項１記載の圧電トラン
ス。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の圧電トランスにお
いて、 前記圧電体の長手方向の全長ＬＡと前記入力電極の長さ
ＬＢとの電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．６〜０．９とした
ことを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項４】 前記電極長さ比ＬＢ／ＬＡを０．７〜
０．８としたことを特徴とする請求項３記載の圧電トラ
ンス。 - 【請求項５】 前記圧電体を、入力電極が長手方向の中
央部に形成された圧電シートを多数積層して形成すると
ともに、この積層圧電体の長手方向の各側面に外部電極
を対向してそれぞれ形成し、これら外部電極に前記入力
電極を交互に接続したことを特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の圧電トランス。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP32820898A JP3457899B2 (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | 圧電トランス |
| KR10-1999-0047369A KR100456714B1 (ko) | 1998-11-18 | 1999-10-29 | 압전 트랜스포머 |
| US09/441,961 US6288479B1 (en) | 1998-11-18 | 1999-11-17 | Piezoelectric transformer |
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| JP32820898A JP3457899B2 (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | 圧電トランス |
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|---|---|
| JP2000150981A true JP2000150981A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3457899B2 JP3457899B2 (ja) | 2003-10-20 |
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ID=18207667
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| JP32820898A Expired - Fee Related JP3457899B2 (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | 圧電トランス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2005034257A1 (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-14 | Taiheiyo Cement Corporation | 圧電トランス |
| JPWO2015050009A1 (ja) * | 2013-10-03 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送システム用の受電装置及び送電装置 |
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| JP2001284675A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電トランス |
| JP2001284673A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電トランス |
| KR100363791B1 (ko) * | 2000-05-04 | 2002-12-11 | 삼성전기주식회사 | 고출력 압전세라믹 조성물과 이를 이용한 트랜스포머 |
| KR20010102673A (ko) * | 2000-05-04 | 2001-11-16 | 이형도 | 고출력 압전세라믹 조성물과 이를 이용한 트랜스포머 |
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| TWI281277B (en) * | 2001-11-29 | 2007-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Driving circuit of piezoelectric transformer, cold cathode tube light-emitting device, liquid crystal panel and electronic machine mounted with liquid crystal panel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE69222546T2 (de) * | 1991-02-12 | 1998-02-12 | Fujitsu Ltd | Piezoelektrischer Transformator mit verminderter Eintrittsimpedanz und Aufwärts-/ Abwärtstransformation in einem grossen Lastwiderstandsbereich |
| JPH07221359A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-18 | West Electric Co Ltd | 圧電トランス |
| JPH07302938A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Sony Corp | 圧電セラミックトランス及びその製造方法 |
| EP0693789A3 (en) * | 1994-07-18 | 1996-05-29 | Tokin Corp | Piezoelectric transformer with primary and secondary electrodes isolated from each other and voltage converters using the same |
| JPH0878751A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-03-22 | Sony Corp | 圧電セラミックトランス |
| JPH08213666A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-20 | 晃 ▲徳▼島 | 圧電振動子 |
| JP3119154B2 (ja) * | 1995-07-06 | 2000-12-18 | 日立金属株式会社 | 圧電トランス及びそれを用いた電力変換装置 |
| JPH0951132A (ja) * | 1995-08-04 | 1997-02-18 | Toko Inc | 圧電トランス |
| JP3365248B2 (ja) * | 1996-04-15 | 2003-01-08 | 日立金属株式会社 | 圧電トランス及びこれを用いた電力変換装置 |
| US5763983A (en) * | 1997-01-12 | 1998-06-09 | Motorola Inc. | Single crystal piezoelectric transformer using extensional vibration modes and method for driving the same |
| JPH10241884A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Hitachi Metals Ltd | 冷陰極管点灯駆動装置および液晶バックライト用冷陰極管点灯駆動装置 |
| US5872419A (en) * | 1997-09-04 | 1999-02-16 | Motorola Inc. | Piezoelectric transformer with voltage feedback |
| JPH11145528A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-28 | Hitachi Metals Ltd | 圧電トランス |
-
1998
- 1998-11-18 JP JP32820898A patent/JP3457899B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-29 KR KR10-1999-0047369A patent/KR100456714B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-17 US US09/441,961 patent/US6288479B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP4705472B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2011-06-22 | 太平洋セメント株式会社 | 圧電トランス |
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| JP3457899B2 (ja) | 2003-10-20 |
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