JP2001024247A - 積層型圧電トランスとこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いエネルギー変換効率で電圧を昇圧できる
積層型圧電トランスを提供することを目的とする。 【解決手段】 圧電セラミックス層１ａ上に、入力側及
び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃを形成したものを
積層して圧電セラミックス積層体１を得、この圧電セラ
ミックス積層体１を焼成後、入力側内部電極層２ａ，２
ｂが露出した圧電セラミックス積層体１の短手方向両端
面に入力側外部電極３ａを、出力側内部電極層２ｃの露
出した圧電セラミックス積層体１の短手方向の一端面に
出力側外部電極３ｂをそれぞれ形成し、入力側外部電極
３ａ間に電圧を印加することにより、入力側内部電極層
２ａ間の圧電セラミックス層１ａを分極し、その後、出
力側内部電極層２ｃと入力側内部電極層２ａ，２ｂ間の
圧電セラミックス層１ａ全体を分極して積層型圧電トラ
ンスを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばパーソナルコ
ンピュータ、携帯情報端末、ビデオムービ等液晶画面を
有する電子機器で使用される冷陰極管インバータ回路で
電圧を昇圧し、冷陰極管を点灯、調光するための積層型
圧電トランスとこれを用いた電子機器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の積層型圧電トランスは、図１２に
示すように直方体状の圧電セラミックス積層体１１１の
長手方向の中央部から一端部に位置する複数の入力側内
部電極層を交互に相対向する端面に露出するように形成
し、圧電セラミックス積層体１１１の長手方向の中央部
の両端面に入力側内部電極層と電気的に接続した入力側
外部電極１１２と、圧電セラミックス積層体の長手方向
の他端部に出力側外部電極を形成したものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構成によると、振
動方向に対して垂直方向に出力側外部電極を設けている
ため振動を減衰させ、エネルギー変換効率を低下させる
という問題点を有していた。

【０００４】そこで本発明は、高いエネルギー変換効率
で電圧を昇圧できる積層型圧電トランスを提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の積層型圧電トランスは、複数の圧電セラミッ
クス層と複数の内部電極層を有するほぼ直方体状の圧電
セラミックス積層体と、この内部電極層に電気的に接続
すると共にこの圧電セラミックス積層体の表面に設けた
複数の外部電極とを備え、前記内部電極層は前記圧電セ
ラミックス積層体の長手方向の中央部から長手方向の一
端部に位置する複数の入力側内部電極層と、前記圧電セ
ラミックス積層体の長手方向の他端部に位置する複数の
出力側内部電極層からなるものであり、出力側の分極体
積を大きくすることができるため、高い変換効率で電圧
を昇圧することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数の圧電セラミックス層と複数の内部電極層を有
するほぼ直方体状の圧電セラミックス積層体と、この内
部電極層に電気的に接続すると共にこの圧電セラミック
ス積層体の表面に設けた複数の外部電極とを備え、前記
内部電極層は前記圧電セラミックス積層体の長手方向の
中央部から長手方向の一端部に位置する複数の入力側内
部電極層と、前記圧電セラミックス積層体の長手方向の
他端部に位置する複数の出力側内部電極層からなる積層
型圧電トランスであり、出力側の分極体積を大きくする
ことができるため高いエネルギー変換効率で電圧を昇圧
することができるものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、圧電セラミック
ス積層体の短手方向の長さは内部電極層の形成部分より
も内部電極層の非形成部分を短くした請求項１に記載の
積層型圧電トランスであり、出力側の静電容量を小さく
することができ、例えばインバータ回路に組み込んだ時
脈流が小さくなり、冷陰極管のちらつきを抑制すること
ができるものである。

【０００８】請求項３に記載の発明は、圧電セラミック
ス積層体の厚み方向の長さは内部電極層の形成部分より
も内部電極層の非形成部分の方を短くした請求項１ある
いは請求項２に記載の積層型圧電トランスであり、出力
側の静電容量を小さくすることができ、例えばインバー
タ回路に組み込んだ時脈流が小さくなり、冷陰極管のち
らつきを抑制することができるものである。

【０００９】請求項４に記載の発明は、入力側内部電極
層は同一平面上に形成した少なくとも二枚の内部電極層
からなる請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の
積層型圧電トランスであり、入力側内部電極層の形成部
分の内部電極層の形成面積を大きくすることができ、出
力側の分極体積を大きくすることができるものである。

【００１０】請求項５に記載の発明は、入力側内部電極
層間の圧電セラミックス層の厚みよりも同一平面上に設
けた内部電極層間距離を短くした請求項４に記載の積層
型圧電トランスであり、入力側内部電極層の形成部分の
内部電極層の形成面積を大きくすることができ、出力側
の分極体積を大きくすることができるものである。

【００１１】請求項６に記載の発明は、同一平面上に設
けた入力側内部電極層間の距離は入力側内部電極層間の
圧電セラミックス層の厚みの１／４よりも長くした請求
項５に記載の積層型圧電トランスであり、入力側内部電
極層の形成部分の内部電極層の形成面積を大きくするこ
とができ、出力側の分極体積を大きくすることができる
ものである。

【００１２】請求項７に記載の発明は、複数の入力側内
部電極層の端部は圧電セラミックス積層体の厚み方向に
おいて非同一平面上に存在する請求項１から請求項６の
いずれか一つに記載の積層型圧電トランスであり、入力
側内部電極層の端部での分極歪みの集中を抑制すること
ができるものである。

【００１３】請求項８に記載の発明は、複数の外部電極
は圧電セラミックス積層体の同一端面上に設けた請求項
１から請求項７のいずれか一つに記載の積層型圧電トラ
ンスであり、振動を阻害しない構造になると共に、外部
電極の形成工程を短くできるものである。

【００１４】請求項９に記載の発明は、複数の外部電極
は圧電セラミックス積層体の同一端面及びこの端面に続
く上、下面の一部に設けた請求項１から請求項７のいず
れか一つに記載の積層型圧電トランスであり、圧電セラ
ミックス積層体と外部電極との接着強度を向上させると
共に圧電セラミックス積層体の保護機能をも有するもの
である。

【００１５】請求項１０に記載の発明は、内部電極層の
表面は粗面である請求項１から請求項９のいずれか一つ
に記載の積層型圧電トランスであり、圧電セラミックス
層との接着強度を向上させることができるものである。

【００１６】請求項１１に記載の発明は、内部電極層中
に圧電セラミックス層の構成成分と同一成分を含有させ
た請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の積層
型圧電トランスであり、圧電セラミックス層との接着強
度を向上させることができるものである。

【００１７】請求項１２に記載の発明は、内部電極層中
の金属成分の平均粒径よりも圧電セラミックス層の平均
粒径を大きくした請求項１から請求項１１のいずれか一
つに記載の積層型圧電トランスであり、圧電セラミック
ス層との接着強度を更に向上させることができるもので
ある。

【００１８】請求項１３に記載の発明は、圧電セラミッ
クス積層体の端部表面は曲面である請求項１から請求項
１２のいずれか一つに記載の積層型圧電トランスであ
り、破壊強度、駆動時の破損電力の向上ができるもので
ある。

【００１９】請求項１４に記載の発明は、内部電極層の
外周部は曲線状である請求項１から請求項１３のいずれ
か一つに記載の積層型圧電トランスであり、内部電極層
の端部に発生する分極歪みの集中を抑制することのでき
るものである。

【００２０】請求項１５に記載の発明は、入力側内部電
極層間及び出力側内部電極層間の圧電セラミックス層の
平均粒径よりも入力側内部電極層及び出力側内部電極層
の非形成部分の圧電セラミックス層の平均粒径を大きく
した請求項１から請求項１４のいずれか一つに記載の積
層型圧電トランスであり、分極歪みを緩和して強度を向
上させることができるものである。

【００２１】請求項１６に記載の発明は、圧電セラミッ
クス積層体の表面から最短距離にある入力側内部電極層
及び出力側内部電極層までの圧電セラミックス層の厚み
は、入力側内部電極層間及び出力側内部電極層間の圧電
セラミックス層の厚みと同等以下とした請求項１から請
求項１５のいずれか一つに記載の積層型圧電トランスで
あり、昇圧比、変換効率を大きく下げることなく圧電セ
ラミックス積層体を保護するものである。

【００２２】請求項１７に記載の発明は、圧電セラミッ
クス積層体の各辺のなす角は非直角である請求項１から
請求項１６のいずれか一つに記載の積層型圧電トランス
であり、積層型圧電トランスをケースに組み込む際、導
電ゴム、接続端子等の接続部材との電気的接続をはずれ
にくくするものである。

【００２３】請求項１８に記載の発明は、一つの内部電
極層において中央部分より端部を薄くした請求項１から
請求項１７のいずれか一つに記載の積層型圧電トランス
であり、内部電極層の形成部分と非形成部分との境界部
分の強度を向上させるものである。

【００２４】請求項１９に記載の発明は、電力供給手段
と、この電力供給手段にその入力側を接続したインダク
タンス手段と、このインダクタンス手段の出力側にその
入力側を接続したスイッチング手段と、このスイッチン
グ手段の出力側にその入力側を接続した請求項１から請
求項１８のいずれか一つに記載の積層型圧電トランスと
を備えた電子機器であり、高いエネルギー変換効率で電
圧を昇圧できる積層型圧電トランスを用いることによ
り、消費電力を小さくすることができる。

【００２５】以下本発明の実施の形態について図面を参
照しながら説明する。

【００２６】（実施の形態１）図１は本実施の形態１に
おける積層型圧電トランスの斜視図、図２は図１のＡ−
Ｂ断面図、図３は図１のＣ−Ｄ断面図、図４は図１に示
す積層型圧電トランスの外部電極形成前の分解斜視図、
図５は図１に示す積層型圧電トランスの製造工程図であ
る。

【００２７】１は圧電セラミックス積層体、１ａは圧電
セラミックス層、２ａは入力側内部電極層、２ｂは入力
側内部電極層、２ｃは出力側内部電極層、３ａは入力側
外部電極、３ｂは出力側外部電極である。

【００２８】このような積層型圧電トランスの製造方法
を図５に示す製造工程図に従って説明する。

【００２９】まず、圧電セラミックス層１ａの原料とし
てＰｂＯ（酸化鉛）、ＺｒＯ₂（二酸化ジルコニウ
ム）、ＴｉＯ₂（二酸化チタン）を主原料とし、副原料
を所定の割合に原料配合し（図５の１００）、この原料
をボールミルにて所定時間混合することにより（図５の
１０１）、例えばチタン酸ジルコン酸鉛系圧電材料を得
るように調合する。

【００３０】次いで、この原料粉体を仮焼後（図５の１
０２）、有機結合材、可塑剤、有機溶媒を所定量配合
し、スラリー混合を行い（図５の１０３）、シート成形
用スラリーを得る。

【００３１】その後、ドクターブレード法によってシー
ト成形を行い（図５の１０４）、圧電セラミックス層１
ａとなる所定厚みのセラミックグリーンシートを得る。

【００３２】次に、このセラミックグリーンシート上に
図４に示す形状の入力側及び出力側内部電極層２ａ，２
ｂ，２ｃとなる例えばＡｇ−Ｐｄを主成分とし、副成分
として少なくともセラミックシートの原料粉体を含有し
た内部電極ペーストを所望の形状に印刷した（図５の１
０５）。

【００３３】次いで、内部電極ペーストを印刷していな
いセラミックグリーンシートを所望の枚数積層したもの
（以下無効層とする）の上に、内部電極ペーストを印刷
したセラミックグリーンシートを所望の特性を得るよう
に積層し、再び無効層を形成してほぼ直方体状の圧電セ
ラミックス積層体１を得た（図５の１０６）。

【００３４】この時、図４に示すように一層の圧電セラ
ミックス層１ａの上において、長手方向のほぼ中央部か
ら一端部側に入力側内部電極層２ａ，２ｂを短手方向で
対向するように、かつその一端部が圧電セラミックス積
層体１の短手方向の両端面に露出するようにした。しか
しながら、ショート不良を防止するために長手方向の端
面には入力側内部電極層２ａ，２ｂが露出しないように
した。つまり、長手方向の端面に入力側内部電極層２
ａ，２ｂが露出していると、水分などが付着すると入力
側内部電極層２ａ間でマイグレーションが発生すること
により入力側内部電極層２ａ間がショートするのを防止
するためである。

【００３５】また、出力側内部電極層２ｃは、一層の圧
電セラミックス層１ａの上において、長手方向の他端部
に形成すると共に、圧電セラミックス積層体１の短手方
向の端面にそれぞれ露出するようにした。

【００３６】次に、この圧電セラミックス積層体１中の
有機結合材を除去後、１０００〜１２００℃で１時間焼
成し（図５の１０７）、圧電セラミックス積層体１の外
表面全体を研磨して端部が曲面状となるように加工する
と共に、入力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃ
が圧電セラミックス積層体１の短手方向の端面に完全に
露出するように加工した（図５の１０８）。

【００３７】次いで、入力側内部電極層２ａ，２ｂが露
出した圧電セラミックス積層体１の短手方向の両端面に
入力側外部電極３ａを、出力側内部電極層２ｃの露出し
た圧電セラミックス積層体１の短手方向の一端面に出力
側外部電極３ｂをそれぞれ形成した（図５の１０９）。

【００３８】次に、入力側外部電極３ａ間に電圧を印加
することにより、入力側内部電極層２ａ間の圧電セラミ
ックス層１ａを分極し、その後入力側外部電極３ａをマ
イナス側、出力側外部電極３ｂをプラス側として電圧を
印加して、出力側内部電極層２ｃと入力側内部電極層２
ａ，２ｂ間の圧電セラミックス層１ａ全体を分極して
（図５の１１０）、積層型圧電トランスを得た。

【００３９】（実施の形態２）図６は本実施の形態２に
おける積層型圧電トランスの斜視図である。

【００４０】実施の形態１では、入力側外部電極３ａ及
び出力側外部電極３ｂを積層体の短手方向の端面のみに
形成しているが、本実施の形態においては、入力側及び
出力側外部電極３ａ，３ｂを圧電セラミックス積層体１
の短手方向の端面だけでなく、この端面に隣接する圧電
セラミックス積層体１の上、下面にも設けている。

【００４１】この構成とすることにより、圧電セラミッ
クス積層体１と入力側及び出力側外部電極３ａ，３ｂと
の接着強度が向上すると共に、圧電セラミックス積層体
１の強度が向上する。

【００４２】更に、圧電セラミックス積層体１の上、下
面の入力側及び出力側外部電極３ａ，３ｂと圧電セラミ
ックス積層体１の上、下面の最外層の圧電セラミックス
層１ａも分極されるので、昇圧比が向上する。昇圧比の
向上を考慮すると、入力側及び出力側外部電極３ａ，３
ｂは、圧電セラミックス積層体１の表面にできるだけ大
きく形成することが望ましい。

【００４３】（実施の形態３）図１１は本実施の形態３
における電子機器の回路図であり、３００は直流入力電
源、３０１は直流入力電源３００の出力側に入力側を接
続したコイル、３０２はコイル３０１の出力側に入力側
を接続した電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴとす
る）、３０３はＦＥＴ３０２に接続した発振回路、３０
４はコイル３０１に接続した本発明の積層型圧電トラン
ス、３０５は積層型圧電トランス３０４の出力側にその
入力側を接続した冷陰極管である。

【００４４】また、積層型圧電トランス３０４とコイル
３０１とは並列接続されていると共に、積層型圧電トラ
ンス３０４の入力側静電容量とコイル３０１で共振回路
を構成している。

【００４５】この電子機器の動作について説明する。

【００４６】直流入力電源３００の出力電圧は、発振回
路３０３からの信号を受けたＦＥＴ３０２によりＯＮ−
ＯＦＦ制御され、共振回路が共振する例えば半波正弦波
の駆動電圧となって積層型圧電トランス３０４の入力側
に印加される。そして積層型圧電トランス３０４におい
て、この入力電圧を昇圧してその出力電圧が冷陰極管３
０５に印加され点灯する。

【００４７】ここで用いる本発明の積層型圧電トランス
は、高いエネルギー変換効率で電圧を昇圧することがで
きるので、消費電力を小さくすることができると共に、
電子機器を小型化することができる。

【００４８】以下、本発明のポイントとなることについ
て説明する。

【００４９】（１）圧電セラミックス積層体１の短手方
向の長さは、入力側内部電極層２ａ，２ｂ及び出力側内
部電極層２ｃを形成した部分すなわち圧電セラミックス
層１ａと入力側内部電極層２ａ，２ｂ及び出力側内部電
極層２ｃを交互に積層した部分よりも、入力側内部電極
層２ａ，２ｂ及び出力側内部電極層２ｃの非形成部分す
なわち圧電セラミックス層１ａのみの部分を短くするこ
とにより、出力側の静電容量を小さくすることができ、
例えばインバータ回路に組み込んだ時脈流が小さくな
り、冷陰極管のちらつきを抑制することができる。

【００５０】（２）圧電セラミックス積層体１の厚み方
向の長さは、入力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，
２ｃを形成した部分すなわち圧電セラミックス層１ａと
入力側内部電極層２ａ，２ｂ及び出力側内部電極層２ｃ
を交互に積層した部分よりも、入力側及び出力側内部電
極層２ａ，２ｂ，２ｃの非形成部分、すなわち圧電セラ
ミックス層１ａのみを短くすることにより、出力側の静
電容量を小さくすることができ、例えばインバータ回路
に組み込んだ時脈流が小さくなり、冷陰極管のちらつき
を抑制することができる。

【００５１】（３）入力側内部電極層２ｂを形成しなく
ても積層型圧電トランスとして機能するのであるが、上
記実施の形態においては、入力側内部電極層２ｂを入力
側内部電極層２ａと同一平面上にかつ入力側内部電極層
２ａと異なる入力側外部電極３ａと接続するように形成
することにより、入力側内部電極層２ａ，２ｂの面積を
大きくすることができ、出力側の圧電セラミックス層１
ａの分極体積を大きくしているのである。

【００５２】また圧電セラミックス積層体１の形成時
に、圧電セラミックス積層体１を上、下面から加圧する
場合、入力側内部電極層２ｂを形成したことにより、圧
電セラミックス積層体１をより均一に加圧することがで
きる。

【００５３】（４）上記実施の形態では、同一平面上に
二つの入力側内部電極層２ａ，２ｂを形成したが、三つ
以上形成しても構わない。

【００５４】例えば四つ形成する場合、図７に示すよう
に入力側内部電極層２ａ，２ｂを圧電セラミックス積層
体１の長手方向で二つに分割して、同一平面上に四つの
入力側内部電極層２ａ，２ｂを形成することにより、積
層型圧電トランスの駆動時に、最大応力が加わる圧電セ
ラミックス積層体１の長手方向の中央部分の強度を向上
させることができる。この入力側内部電極層２ａ，２ｂ
の分割位置は、振動の節となる部分で行うことが望まし
い。

【００５５】（５）同一面上の入力側内部電極層２ａ，
２ｂ間の距離を、圧電セラミックス積層体１の厚み方向
の入力側内部電極層２ａ，２ｂ間の一層の圧電セラミッ
クス層１ａの厚みより短くすることにより、入力側内部
電極層２ａ，２ｂを大きくすることができ、出力側の分
極体積を大きくすることができる。しかしながら、入力
側内部電極層２ａ，２ｂ間の距離を短くしすぎると、同
一面上の入力側内部電極層２ａ，２ｂ間で絶縁破壊して
しまうので、少なくとも圧電セラミックス積層体１の厚
み方向の入力側内部電極層２ａ，２ｂ間の一層の圧電セ
ラミックス層１ａの厚みの１／４よりも長くすることが
好ましい。

【００５６】（６）入力側、出力側内部電極層２ａ，２
ｃの端部は、図３に示すように圧電セラミックス積層体
１の厚み方向において少なくとも一部分が圧電セラミッ
クス層１ａを介して対向していないようにすることによ
り、入、出力側内部電極層２ａ，２ｃの端部での分極歪
みの集中を抑制することができる。また分極歪みの集中
は、圧電セラミックス層１ａを介して対向していない部
分が多いほど抑制できる。

【００５７】（７）入力側及び出力側外部電極３ａ，３
ｂを、圧電セラミックス積層体１の短手方向の同一端面
に設けることにより、振動を阻害しない構造となるので
エネルギー変換効率が向上する。

【００５８】また、入力側及び出力側外部電極３ａ，３
ｂが同時に形成できるので外部電極形成工程を短くでき
る。

【００５９】（８）入力側、出力側内部電極層２ａ，２
ｂ，２ｃの表面荒さを数μｍとすることより、圧電セラ
ミックス層１ａと入力側及び出力側内部電極層２ａ，２
ｂ，２ｃの接着強度を向上させることができる。

【００６０】入力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，
２ｃの表面荒さを、数μｍとする方法の一つとして、入
力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃを形成する
内部電極ペースト中に圧電セラミックス層１ａと同一成
分を含有させる方法がある。この場合、入力側及び出力
側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃを介する圧電セラミック
ス層１ａを連結して、更に圧電セラミックス層１ａと入
力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃの接着強度
を向上させることができる。

【００６１】また上記効果を得るためには、内部電極ペ
ーストにセラミックグリーンシートの原料粉体と同じ原
料粉体を、内部電極ペースト中の金属成分１００ｗｔ％
に対して、１０〜１００ｗｔ％添加することが望まし
い。

【００６２】（９）入力側及び出力側内部電極層２ａ，
２ｂ，２ｃ中の金属成分の平均粒径よりも圧電セラミッ
クス層１ａの平均粒径の方を大きくすることにより、圧
電セラミックス層１ａと入力側及び出力側内部電極層２
ａ，２ｂ，２ｃの接着強度を向上させることができる。

【００６３】（１０）圧電セラミックス積層体１の端部
表面を曲面状にすることにより、圧電セラミックス積層
体１の端部への応力集中を抑制でき、破壊強度、駆動時
の破損電力の向上ができるものである。

【００６４】（１１）入力側及び出力側内部電極層２
ａ，２ｂ，２ｃの外周部を図８に示すように曲線状とす
ることにより、入力側及び出力側内部電極層２ａ，２
ｂ，２ｃの外周部に発生する分極歪みが集中するのを抑
制し、駆動時の耐電力を向上させることができる。

【００６５】（１２）入力側及び出力側内部電極層２
ａ，２ｂ，２ｃ間の圧電セラミックス層１ａの平均粒径
よりも、入力側及び出力側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃ
の非形成部分の圧電セラミックス層１ａの平均粒径を大
きくすることにより、分極歪みを緩和して強度を向上さ
せることができる。

【００６６】（１３）無効層の厚みは、入力側及び出力
側内部電極層２ａ，２ｂ，２ｃ間の圧電セラミックス層
１ａの厚みと同等以下とすることにより、昇圧比、変換
効率を大きく下げることなく、駆動時に振動する圧電セ
ラミックス層１ａを保護することができる。

【００６７】（１４）圧電セラミックス積層体１の各辺
のなす角は非直角とする、つまり図２に示すように短手
方向断面がほぼ台形状とすることにより、図９に示すよ
うに積層型圧電トランスをケース２００に組み込む際、
ケース２００内に積層型圧電トランスを固定し、電気的
に接続を取る導電ゴム２０１との接触を確実に行うこと
ができ、振動、衝撃が加わった場合でも接続をはずれに
くくすることができる。この場合、ケース２００の底面
側に長辺がくるようにする方が好ましい。

【００６８】（１５）入力側内部電極層２ａは、図１０
に示すように中央部分より端部の厚みを薄くすることに
より、入力側内部電極層２ａの端部と圧電セラミックス
層１ａとの界面の接着強度を向上させることができる。
もちろん他の入力側、出力側内部電極層２ｂ，２ｃにつ
いても同様のことが言える。

【００６９】（１６）入力側内部電極層２ａ，２ｂの圧
電セラミックス積層体１の長手方向の長さは、圧電セラ
ミックス積層体１の長手方向の長さの１／２より長くし
ている。これは、圧電セラミックス積層体１の長手方向
において、分極境界と最大応力がかかる部分とが重なる
のを防止するためである。つまり、入力側内部電極層２
ａ，２ｂの端部は振動の節と重ならないようにすること
が望ましい。

【００７０】（１７）入力側及び出力側内部電極層２
ａ，２ｂ，２ｃの圧電セラミックス積層体１の短手方向
端面に露出する長さは、入力側及び出力側外部電極３
ａ，３ｂの幅よりも長い。これは、入力側及び出力側外
部電極３ａ，３ｂの方が長くなると、これら入力側及び
出力側外部電極３ａ，３ｂ間で分極がかかり、入力側及
び出力側外部電極３ａ，３ｂの端部に電界集中が生じて
特性が低下するのを防止するためである。

【００７１】

【発明の効果】以上本発明によると、高いエネルギー変
換効率で電圧を昇圧できる積層型圧電トランスを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における積層型圧電トラ
ンスの斜視図

【図２】図１のＡ−Ｂ断面図

【図３】図１のＣ−Ｄ断面図

【図４】図１に示す積層型圧電トランスの外部電極形成
前の分解斜視図

【図５】図１に示す積層型圧電トランスの製造工程図

【図６】本発明の実施の形態２における積層型圧電トラ
ンスの斜視図

【図７】同電極パターンを示す上面図

【図８】本発明の一実施の形態における積層型圧電トラ
ンスの電極パターンの上面図

【図９】本発明の一実施の形態における積層型圧電トラ
ンスの断面図

【図１０】本発明の一実施の形態における積層型圧電ト
ランスの要部拡大断面図

【図１１】本発明の一実施の形態における電子機器の回
路図

【図１２】従来の積層型圧電トランスの斜視図

【符号の説明】

１ 圧電セラミックス積層体 １ａ 圧電セラミックス層 ２ａ 入力側内部電極層 ２ｂ 入力側内部電極層 ２ｃ 出力側内部電極層 ３ａ 入力側外部電極 ３ｂ 出力側外部電極 ２００ ケース ２０１ 導電ゴム ３００ 直流入力電源 ３０１ コイル ３０２ ＦＥＴ ３０３ 発振回路 ３０４ 積層型圧電トランス ３０５ 冷陰極管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山口 朋一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河野 國敏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 福島 寛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川村 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H730 AA14 AS00 AS04 AS19 BB57 BB66 DD04 ZZ19

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧電セラミックス層と複数の内部
   電極層とを積層したほぼ直方体状の圧電セラミックス積
   層体と、この内部電極層に電気的に接続すると共にこの
   圧電セラミックス積層体の表面に設けた複数の外部電極
   とを備え、前記内部電極層は前記圧電セラミックス積層
   体の長手方向の中央部から長手方向の一端部に位置する
   複数の入力側内部電極層と、前記圧電セラミックス積層
   体の長手方向の他端部に位置する複数の出力側内部電極
   層からなる積層型圧電トランス。
2. 【請求項２】 圧電セラミックス積層体の短手方向の長
   さは内部電極層の形成部分よりも内部電極層の非形成部
   分を短くした請求項１に記載の積層型圧電トランス。
3. 【請求項３】 圧電セラミックス積層体の厚み方向の長
   さは内部電極層の形成部分よりも内部電極層の非形成部
   分の方を短くした請求項１あるいは請求項２に記載の積
   層型圧電トランス。
4. 【請求項４】 入力側内部電極層は同一平面上に形成し
   た少なくとも二枚の内部電極層からなる請求項１から請
   求項３のいずれか一つに記載の積層型圧電トランス。
5. 【請求項５】 入力側内部電極層間の圧電セラミックス
   層の厚みよりも同一平面上に設けた内部電極層間距離を
   短くした請求項４に記載の積層型圧電トランス。
6. 【請求項６】 同一平面上に設けた入力側内部電極層間
   の距離は入力側内部電極層間の圧電セラミックス層の厚
   みの１／４よりも長くした請求項５に記載の積層型圧電
   トランス。
7. 【請求項７】 複数の入力側内部電極層の端部は圧電セ
   ラミックス積層体の厚み方向において非同一平面上に存
   在する請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の積
   層型圧電トランス。
8. 【請求項８】 複数の外部電極は圧電セラミックス積層
   体の同一端面上に設けた請求項１から請求項７のいずれ
   か一つに記載の積層型圧電トランス。
9. 【請求項９】 複数の外部電極は圧電セラミックス積層
   体の同一端面及びこの端面に続く上、下面の一部に設け
   た請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の積層型
   圧電トランス。
10. 【請求項１０】 内部電極層の表面は粗面である請求項
    １から請求項９のいずれか一つに記載の積層型圧電トラ
    ンス。
11. 【請求項１１】 内部電極層中に圧電セラミックス層の
    構成成分と同一成分を含有させた請求項１から請求項１
    ０のいずれか一つに記載の積層型圧電トランス。
12. 【請求項１２】 内部電極層中の金属成分の平均粒径よ
    りも圧電セラミックス層の平均粒径を大きくした請求項
    １から請求項１１のいずれか一つに記載の積層型圧電ト
    ランス。
13. 【請求項１３】 圧電セラミックス積層体の端部表面は
    曲面である請求項１から請求項１２のいずれか一つに記
    載の積層型圧電トランス。
14. 【請求項１４】 内部電極層の外周部は曲線状である請
    求項１から請求項１３のいずれか一つに記載の積層型圧
    電トランス。
15. 【請求項１５】 入力側内部電極層間及び出力側内部電
    極層間の圧電セラミックス層の平均粒径よりも、入力側
    内部電極層及び出力側内部電極層の非形成部分の圧電セ
    ラミックス層の平均粒径を大きくした請求項１から請求
    項１４のいずれか一つに記載の積層型圧電トランス。
16. 【請求項１６】 圧電セラミックス積層体の表面から最
    短距離にある入力側内部電極層及び出力側内部電極層ま
    での圧電セラミックス層の厚みは、入力側内部電極層間
    及び出力側内部電極層間の圧電セラミックス層の厚みと
    同等以下とした請求項１から請求項１５のいずれか一つ
    に記載の積層型圧電トランス。
17. 【請求項１７】 圧電セラミックス積層体の各辺のなす
    角は非直角である請求項１から請求項１６のいずれか一
    つに記載の積層型圧電トランス。
18. 【請求項１８】 一つの内部電極層において中央部分よ
    り端部を薄くした請求項１から請求項１７のいずれか一
    つに記載の積層型圧電トランス。
19. 【請求項１９】 電力供給手段と、この電力供給手段に
    その入力側を接続したインダクタンス手段と、このイン
    ダクタンス手段の出力側にその入力側を接続したスイッ
    チング手段と、このスイッチング手段の出力側にその入
    力側を接続した請求項１から請求項１８のいずれか一つ
    に記載の積層型圧電トランスとを備えた電子機器。