JP2002261348A

JP2002261348A - 圧電トランス

Info

Publication number: JP2002261348A
Application number: JP2001061382A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tsunoda; 角田　　敦; Kazutaka Suzuki; 一高鈴木; Takashi Tomita; 隆富田; Junichi Shimamura; 純一嶋村; Yasushi Inoue; 靖井上; Yoshio Kuwana; 義夫桑名; Hideji Mugitani; 英児麦谷; Shoichiro Hirakuni; 正一郎平國; Mamoru Sakamoto; 守坂本
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】接続端子の導通不良の発生を抑制すると共に
効率を損なわない接続端子を備えた圧電トランスを提供
する。【解決手段】１次側の金属端子１３ａ，１３ｂは、一
端部が圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の振動の節と
なる部分に設けた電極２１ａ，２１ｂに接合され、他端
部がケース１１Ａに固定された帯板状をなし、１次たわ
み固有振動周波数が圧電トランス本体２０Ａの動作周波
数よりも高い値になると共に圧電トランス本体２０Ａの
振動に伴って金属端子１３ａ，１３ｂの弾性力によって
電極２１ａ，２１ｂとの接合部に発生する応力が接合部
の破壊強度よりも小さくなるように一端部と他端部との
間の長さＬ２が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランスに関
し、特にインバータ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ等の電
源装置に使用される圧電トランスの端子構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電トランスは、電磁トランスに
比べて小型であるため、高電圧発生素子或いは電源用変
圧素子として、液晶のバックライト電源、空気清浄器、
オゾン発生器、コピー機等の、インバータ回路やＤＣ−
ＤＣコンバータ回路に多用されている。

【０００３】圧電トランスは、例えばチタン酸バリウム
やジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミック
ス等の圧電材料を使用して形成され、電気エネルギーを
一旦振動エネルギーに変換し、再び電気エネルギーとし
て取り出す構造をなしている。

【０００４】即ち、圧電トランスの基本構造は、上記圧
電材料の薄長板からなる圧電振動体、または圧電材料の
薄長板を積層した構造を有する圧電振動体の厚み方向に
入力電圧を印加して機械的振動を励起させる１次側電極
を付設した駆動部と、この機械的振動を電圧に変換して
取り出す２次側電極を付設した発電部とからなる。

【０００５】このため、圧電トランスに対して外部端子
を接続する場合、振動の節で行うことが望ましいとされ
ている。

【０００６】ところが、一般的に用いられているローゼ
ン型と称される圧電トランスの構造は、１次側と２次側
が素子中央で左右に分かれている構造をなしているた
め、１次側は、長手方向の節で端子を接続できるが２次
側は長手方向の腹で端子を接続している。

【０００７】即ち、図１８に示すように、ローゼン型圧
電トランス１は、圧電材料からなる薄長板状のシートを
積層した構造をなす圧電振動体２において、圧電振動体
２の厚み方向に対向して１次側電極３ａ，３ｂを付設し
た駆動部４と、圧電振動体２の一端面に２次側電極５を
付設した発電部６とから構成されている。

【０００８】上記構成により、１次側電極３ａ，３ｂ間
に交流入力電圧Ｖinを印加して機械的振動を駆動部４に
励起させ、２次側電極５に交流出力電圧Ｖoutが得られ
る。尚、Ｒoは負荷抵抗であり、図中の矢印は分極方向
を示している。

【０００９】このように、圧電トランスは、圧電振動体
２が振動して昇圧するため、圧電振動体２の振動を損な
うことなく固定する方法が検討されている。

【００１０】例えば、特開平８−３２１３９号公報に開
示される圧電トランスは、接続端子として銅線や金糸線
等の柔らかい線材を用い、この一端を圧電振動体２の節
（ノード）に接合し、他端を基板或いはケースの外部端
子に接合している（第１従来例）。

【００１１】また、特開平８−２９８２１３号公報、特
開平１０−２００１７３号公報に開示される圧電トラン
スは、金属端子をケースに取り付け、金属端子を素子の
節点に接触させるか又は接合している（第２従来例）。

【００１２】また、特開平１０−１９００８８号公報、
特開平１０−７４９９２号公報に開示される圧電トラン
スは、導電性ゴムを圧電振動体２とケースの端子間に挟
み込むことによって振動の阻害を緩和している（第３従
来例）。

【００１３】また、特開２０００−２７７８２７号公報
に開示される圧電トランスは、金属端子の固有振動数ま
たはその高次固有振動数と圧電トランスの駆動周波数を
２％以上ずらすことによって振動の阻害を緩和している
（第４従来例）。

【００１４】しかし、第３従来例のように、導電性ゴム
を圧電振動体２とケースの端子間に挟み込むには、導電
性ゴムを介在させるための隙間が必要になり、トランス
の外観形状が大きくなってしまう。さらに、衝撃や圧電
振動体２の振動によって導電性ゴムがずれてしまい、接
続不良を生じることがある。

【００１５】また、第１従来例のように、柔らかい線材
を用いて端子を接続するには、製造過程における工数が
増加し、製造コストが高くなる。

【００１６】このような点から、上記第２従来例のよう
に金属端子を素子の節点に接触させるか又は接合させる
方法、或いは第４従来例の方法が主として用いられるよ
うになった。

【００１７】例えば、図１９に示すような金属端子７を
用いて、図２０に示すように、圧電振動体２の長さ方向
の振動の節に当たる部分の幅方向の両端面に設けた１次
側電極３ａ，３ｂと圧電振動体２の長さ方向の一端面に
設けた２次側電極５のそれぞれに金属端子７Ａ，７Ｂを
接続している。ここで、金属端子７Ａの長さは金属端子
７Ｂの長さよりも長く設定されている。

【００１８】金属端子７（７Ａ，７Ｂ）は、弾性を有す
る帯状の金属製板バネからなり、Ｌ字型部分７ａとその
一方の先端部分に設けられた固定部となる湾曲部分７ｂ
を有している。また、圧電振動体２を収容するケースの
違いなどに応じて、湾曲部分７ｂが電極３ａ，３ｂ，５
に半田等の接合材８によって接合されることもある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た第２従来例においては、圧電振動体２の電極に対して
金属端子を接触させた場合、圧電振動体２の振動に伴っ
て金属端子が振動するので、振動音が発生する。さら
に、圧電振動体２と金属端子との接触部が超音波加工機
のように擦れ合うので、圧電振動体２の電極部分が削ら
れてしまい、接触不良を生じると言う問題点があった。

【００２０】また、第２従来例においては、圧電振動体
２の電極に対して金属端子を半田などの接合材を用いて
接合させたときは、金属端子の振動音はほぼ無くなる
が、圧電振動体２の電極に対して金属端子を接触させた
場合に比べて、入力電圧に対する出力電力はほぼ同じで
あるが、１次側節部の温度上昇が高くなってしまう。こ
のため、周辺に他の電子部品が配置された場合、温度上
昇による誤動作を生じることがあった。

【００２１】さらに、駆動電圧となる入力正弦波の周波
数と圧電振動体２の寸法を適宜設定することにより、理
論上は圧電振動体２の幅方向の共振は生じないはずであ
るが、実際においては幅方向の振動も発生し、この幅方
向の振動に金属端子７が共振して、金属端子７と電極３
ａ，３ｂ，５との接合部分が破壊されて導通不良を生ず
ることがあった。

【００２２】例えば、図１９に示した接続端子７では、
λiを接続端子のi次固有振動定数とし、ｌを接続端子の
長さ、Ｅをヤング率、Ｉを接続端子の断面２次モーメン
ト、ρを接続端子の密度、Ａを接続端子の断面積とする
と、i次たわみ固有振動周波数ｆiは次の（１）式で表さ
れる。ｆi＝１／２π（λi／ｌ）²（ＥＩ／ρＡ）^1/2 …（１）この（１）式を用いて上記金属端子７Ａ，７Ｂのi次た
わみ固有振動周波数ｆiを算出した結果、図２１に示す
結果が得られた。ここで、金属端子７Ａ，７Ｂの材質と
して周知のリン青銅合金を用い、金属端子７Ａの長さは
８．７５mm、金属端子７Ｂの長さは４．５mmであり、金
属端子７Ａ，７Ｂ双方のi次固有振動定数λiは図２１に
示すように、λ₁＝４．７３、λ₂＝７．８５、λ₃＝１
１．０、λ ₄＝１４．１、λ₅＝１７．３、λ₆＝２０．
４である。また、ヤング率Ｅ＝１２０ＧＰａ、断面２次
モーメントＩ＝６．６７×１０^-17、密度ρ＝８．９３
×１０³ｋｇ／ｍ²、断面積Ａ＝８．０×１０^-8ｍ²であ
る。

【００２３】圧電トランスの駆動周波数を６２ｋＨｚと
すると、１次側金属端子７Ａは５次固有振動周波数で共
振する可能性があり、２次側金属端子７Ｂは２次固有振
動周波数で共振する可能性がある。

【００２４】第４従来例においては、金属端子の固有振
動数またはその高次固有振動数と圧電トランスの駆動周
波数を２％以上ずらすことによって共振による端子の破
断を防止しているが、リード部分の固有振動数は「固定
端の間」の形状や材質によって決まるため、接合部の半
田量や半田の濡れ上がり具合、ケースとの間の固定状態
や接触状態、及びリード加工精度などによって固定振動
数が±３０％程度変化することが多々ある。このため、
金属端子の固有振動数をｎ次と（ｎ＋１）次の間になる
ように設定しても、上記のバラツキが生じるので、金属
端子が共振してしまうという問題点があった。

【００２５】また、圧電振動体２の長さ方向の振動の腹
に設けられた２次側電極５においては、例えばケースに
収納したときの小型化を図るために、圧電振動体２の幅
方向に延びるように２次側金属端子７Ｂを接合した場
合、図２２に示すように、圧電振動体２の伸縮に応じて
２次側金属端子７Ｂが変位するが、Ｌ字型部分７ａの他
端７ｃがケースなどに固定されているので、圧電振動体
２の伸縮に応じて金属端子７Ｂと２次側電極５の接合部
分が幅方向に振幅Ｄ（＝Ｄ１＋Ｄ２）で変位するため、
圧電振動体２も幅方向に変位する。このため、金属端子
７Ｂに捻れの力が作用すると共に接合部分に大きな負荷
がかかり接合部分が破壊されて導通不良を生ずることが
あった。

【００２６】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、接続
端子の導通不良の発生を抑制すると共に効率を損なわな
い接続端子を備えた圧電トランスを提供することであ
る。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、厚さＴ、幅Ｗ、長さＬ（Ｔ
≦Ｗ≦Ｌ）の直方体形状を有する圧電振動体の電極部分
に電気的に接続された接合電極面が前記圧電振動体の所
定面に設けられ、前記接合電極面に弾性を有する接続端
子の一部分が接合され、該接続端子が前記圧電振動体へ
の電気的接続を行なっている圧電トランスにおいて、前
記接続端子は、一端部が前記接合電極面に接合されると
共に固定用の他端部を有する帯板状をなし、１次たわみ
固有振動周波数が前記圧電振動体の動作周波数よりも高
い値になると共に前記圧電振動体の振動に伴って前記接
続端子の弾性力によって前記接合部に発生する応力が前
記接合部の破壊強度よりも小さくなるように前記一端部
と他端部との間の長さが設定されている圧電トランスを
提案する。

【００２８】該圧電トランスによれば、直方体形状を有
する圧電振動体の６つの面のうちの何れかに１次側及び
２次側の接合電極面が設けられ、該接合電極面に接続端
子の一端部が接合され、接続端子の他端部は筐体や基板
に固定される。さらに、前記接続端子の一端部と他端部
との間の長さは、その１次たわみ固有振動周波数が前記
圧電振動体の動作周波数よりも高い値になり且つ前記圧
電振動体の振動に伴って接続端子の弾性力によって前記
接合部に発生する応力が前記接合部の破壊強度よりも小
さくなるように設定されている。これにより、前記接続
端子は、前記圧電振動体が前記動作周波数で振動したと
きに共振して振動することがなく、さらに前記圧電振動
体の振動を阻害することがない。従って、前記接合電極
面と前記接続端子との接合部分に過大な応力が加わるこ
とがなく、前記接合部の疲労も低減され、導通不良の発
生を防止することができる。

【００２９】また、請求項２では、請求項１に記載の圧
電トランスにおいて、前記圧電振動体の幅方向の端面の
前記圧電振動体の長さ方向の振動の節となる部分に１次
側の接合電極面を有し、前記節において前記１次側接合
電極面に１次側の前記接続端子が接合されている圧電ト
ランスを提案する。

【００３０】該圧電トランスによれば、１次側の接合電
極面が前記圧電振動体の幅方向の端面に設けられ、前記
圧電振動体の長さ方向の振動の節となる部分で前記１次
側接合電極面に対して１次側接続端子が接合されてい
る。これにより、前記節においては圧電振動体の長さ方
向の振動がほぼなくなるので前記１次側接続端子にかか
る前記振動による負荷が低減される。また、前記圧電振
動体の幅方向の振動が発生した場合においても、前記１
次側接続端子は前記圧電振動体の幅方向の振動に共振し
て振動することがなく、さらに前記圧電振動体の振動を
阻害することがない。

【００３１】また、請求項３では、厚さＴ、幅Ｗ、長さ
Ｌ（Ｔ≦Ｗ≦Ｌ）の直方体形状を有する圧電振動体の電
極部分に電気的に接続された接合電極面が前記圧電振動
体の所定面に設けられ、前記接合電極面に弾性を有する
接続端子の一部が接合され、該接続端子が前記圧電振動
体への電気的接続を行なっている圧電トランスにおい
て、前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる一端面
に一対の１次側接合電極面を有し、それぞれの１次側接
合電極面に１次側の前記接続端子が接合され、前記一対
の１次側接続端子は、同一形状を有し、互いに面対称な
位置であり且つ前記端面を含む仮想平面への射影が互い
に点対称である位置に配置されていると共に、前記１次
側接続端子は、前記１次側接合電極面に対して平行方向
に延びる部分と垂直方向に延びる部分とを有し、前記平
行方向に延びる部分の一端に前記垂直方向に延びる部分
の一端が連結された形状をなし、前記垂直方向に延びる
部分の他端が前記１次側接合電極面に接合され、前記平
行方向に延びる部分の両端部が固定用の端部をなすと共
に、前記圧電振動体の長さ方向の伸縮の力を垂直に受け
るバネ構造を有し、前記垂直方向に延びる部分の１次た
わみ固有振動周波数が前記圧電振動体の動作周波数より
も高い値に設定されていると共に、前記圧電振動体の長
さ方向の伸縮によって前記接合部に発生させる応力が前
記接合部の破壊強度よりも小さくなる弾性を有している
圧電トランスを提案する。

【００３２】該圧電トランスによれば、一対の１次側接
合電極面が前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる
一端面に設けられ、それぞれの１次側接合電極面に１次
側接続端子が接合されている。さらに、これら２つの１
次側接続端子は互いに面対称で且つ前記射影が互いに点
対称な位置に配置されているので、前記圧電振動体の長
さ方向の伸縮によって、前記圧電振動体の長さ方向に対
して直角な方向への変位力が前記１次側接続端子に生じ
たときに、各１次側接続端子に生じた変位力同士が打ち
消し合い、該変位力による前記長さ方向に対して直角な
方向への圧電振動体の揺れが抑制される。

【００３３】また、前記接続端子の前記垂直部分の１次
たわみ固有振動周波数が前記圧電振動体の動作周波数よ
りも高い値に設定されているので、圧電振動体が前記動
作周波数で振動したときに前記垂直部分が共振して振動
することがない。これにより、前記接合電極面と前記接
続端子との接合部分に過大な応力が加わることがなく、
前記接合部の疲労も低減され、導通不良の発生を防止す
ることができる。

【００３４】また、前記接続端子によって前記圧電振動
体の長さ方向の伸縮による振動が前記垂直部分を介して
前記平行方向に延びる部分に伝達され前記平行方向に延
びる部分の弾性によって受けられるため、前記圧電振動
体の振動を阻害することがない。また、圧電振動体の長
さ方向の振動による変位が前記接続端子の平行方向に延
びる部分で受けとめられるため、前記垂直方向に延びる
部分には振動による変形が生じない。つまり、接合部に
発生する応力を低減できる。さらに、圧電振動体の振動
による発熱が最大となる長さ方向の節で接合しないた
め、前記振動によって接合部に加わる熱負荷が緩和され
るので、接合部の疲労が低減され、導通不良の発生を防
止することができる。

【００３５】また、請求項４では、請求項２または請求
項３に記載の圧電トランスにおいて、前記接続端子は、
前記一端部と他端部との間が長方形断面を有する帯状平
板をなし、前記一端部に連結された平板の長さ方向が前
記圧電振動体の（幅Ｗ×長さＬ）面に対して平行になり
且つ前記平板面が前記（幅Ｗ×長さＬ）面に対して垂直
になるように設けられている圧電トランスを提案する。

【００３６】該圧電トランスによれば、前記接続端子の
一端部と他端部との間の平板の長さ方向が前記圧電振動
体の（幅Ｗ×長さＬ）面に対して平行になり且つ前記平
板面が前記（幅Ｗ×長さＬ）面に対して垂直になってい
るため、前記接続端子の断面積を減少させることなく、
すなわち接続端子の電気抵抗を増加させることなくバネ
性を得ることができる。

【００３７】また、請求項５では、厚さＴ、幅Ｗ、長さ
Ｌ（Ｔ≦Ｗ≦Ｌ）の直方体形状を有する圧電振動体の電
極部分に電気的に接続された接合電極面が前記圧電振動
体の所定面に設けられ、前記接合電極面に弾性を有する
接続端子の一部が接合され、該接続端子が前記圧電振動
体への電気的接続を行なっている圧電トランスにおい
て、前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる一端面
に接合電極面を有し、該接合電極面に接合されている接
続端子は、前記接合電極面に対して平行な方向に延びる
部分の中央部に前記接合電極面に対して垂直な部分の一
端が連結された形状をなし、前記垂直部分の他端が前記
接合電極面に接合され、前記平行方向に延びる部分の両
端部が固定用の端部をなすと共に、前記接合電極面との
接合部分の中心点を通る面に対して面対称な形状であり
且つ前記端面を含む仮想平面への射影が前記中心点に対
して点対称である形状を有し、前記圧電振動体の長さ方
向の伸縮の力を垂直に受けるバネ構造を有し、前記垂直
部分の１次たわみ固有振動周波数が前記圧電振動体の動
作周波数よりも高い値に設定されていると共に前記圧電
振動体の長さ方向の伸縮によって前記接合部に発生させ
る応力が前記接合部の破壊強度よりも小さくなる弾性を
有している圧電トランスを提案する。

【００３８】該圧電トランスによれば、前記接合電極面
が前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる一端面に
設けられ、該接合電極面に接合された接続端子によって
外部回路との接続が行われる。また、前記接続端子の前
記垂直部分の１次たわみ固有振動周波数が前記圧電振動
体の動作周波数よりも高い値に設定されているので、圧
電振動体が前記動作周波数で振動したときに前記垂直部
分が共振して振動することがない。これにより、前記接
合電極面と前記接続端子との接合部分に過大な応力が加
わることがなく、前記接合部の疲労も低減され、導通不
良の発生を防止することができる。

【００３９】また、前記接続端子によって前記圧電振動
体の長さ方向の伸縮による振動が前記垂直部分を介して
前記平行方向に延びる部分に伝達され前記平行方向に延
びる部分の弾性によって受けられるため、前記圧電振動
体の振動を阻害することがない。圧電振動体の長手方向
の振動による変位が２次側接続端子の平行部分で受けと
められるため、前記接続端子の垂直部分には振動による
変形が生じない。つまり、接合部に発生する応力を低減
できる。

【００４０】さらに、前記接続端子によって前記圧電振
動体の長さ方向の伸縮による振動が接合電極面に対して
垂直方向に受けられるため、前記接合電極面に平行な方
向への前記圧電振動体の揺れや捻れの発生が抑制され
る。さらに、前記接続端子による前記圧電振動体の長さ
方向の振動阻害が抑制される。

【００４１】また、請求項６では、請求項１乃至請求項
５の何れかに記載の圧電トランスにおいて、前記接続端
子の一端部が前記接合電極面に対して接合材によって接
合されており、該接合部分を含む所定領域の表面に弾性
を有する樹脂がコーティングされている圧電トランスを
提案する。

【００４２】該圧電トランスによれば、前記接合電極面
に対して前記接続端子の一端部が接合材によって接合さ
れ、その接合部分及び周辺に弾性樹脂がコーティングさ
れているため、前記接合材の酸化による劣化が抑制され
ると共に、前記接合部分にかかる前記圧電振動体の振動
による応力の集中箇所が分散され、前記接合部分及びそ
の近傍の応力集中箇所における破断の発生が抑制され
る。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。

【００４４】図１は、本発明の第１実施形態における圧
電トランスを示す外観斜視図、図２はその分解斜視図、
図３はその平断面図である。

【００４５】図において、１０Ａは圧電トランスで、直
方体形状をなす樹脂製のケース１１Ａ内に圧電トランス
本体（圧電振動体）２０Ａが収納されてなる。ケース１
１Ａの長手方向の一方の端部には１次側の外部端子１２
ａ，１２ｂが、他方の端部には２次側の外部端子１２ｃ
が設けられている。また、ケース１１Ａの幅方向の両側
面には、圧電トランス本体２０Ａの所定長さに亘って矩
形状の切り欠き１１ａ，１１ｂが形成され、この切り欠
き１１ａ，１１ｂの周縁部に外部端子１２ａ，１２ｂの
端部１２ｅ，１２ｆが露出して固定されている。

【００４６】圧電トランス本体２０Ａは、幅Ｗ１＝６ｍ
ｍ、厚さＴ１＝１．７ｍｍ、長さＬ１＝４８ｍｍを有す
る直方体形状を有し、その長さ方向のほぼ１／４の側面
（１次側駆動部２４の中央部側面）には１次側電極に接
続された外部電極２１ａ，２１ｂが形成されている。ま
た、圧電トランス本体２０Ａの一端側には１次側電極２
３ａ，２３ｂが積層形成されている。さらに、圧電トラ
ンス本体２０Ａの他端面には２次側電極（２次側接合電
極）２５が形成されている。

【００４７】即ち、圧電トランス本体２０Ａは、例え
ば、チタン酸ジルコン酸鉛系（ＰＺＴ）の圧電セラミッ
ク材料を用いたスラリーをドクターブレードでシート状
に成形し、そのシートを積層し、さらに圧着した後、一
体焼成して形成されたもので、λモードで動作するもの
である。

【００４８】前記シートを積層する際に、各シートの一
端側に１次側電極２３ａ，２３ｂはスクリーン印刷によ
り１層おきに交互に形成される。さらに、各１次側電極
２３ａ，２３ｂは、その一部がそれぞれ異なる側面に露
出するように形成され、この露出部分が１次側外部電極
２１ａ、２１ｂに接続されている。この外部電極２１
ａ，２１ｂは、圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の振
動における節部分に形成されている。

【００４９】これにより、圧電トランス本体２０Ａは、
１次側電極２３ａ，２３ｂが形成された部分を駆動部２
４とし、この駆動部２４では、厚み方向に分極処理が行
われる。また、１次側電極２３ａ，２３ｂが形成されて
いない部分が、発電部２６となり長手方向に分極され
る。

【００５０】また圧電トランス本体２０Ａは、１次側の
金属端子１３ａ，１３ｂと２次側の金属端子１４によっ
てケース１１Ａに支持されていると共に、金属端子１３
ａ，１３ｂによって１次側外部電極２１ａ，２１ｂが外
部端子１２ａ，１２ｂに接続され、金属端子１４によっ
て２次側電極２５が外部端子１２ｃに接続されている。

【００５１】金属端子１３ａ，１３ｂは、Ｌ字形状をな
し、例えば、リン青銅合金からなる、厚さ０．１ｍｍ、
幅０．８ｍｍの板状をなした弾性を有する構造になって
いる。その一端はケース１１Ａの側面に固定されている
外部端子１２ａ，１２ｂの端部１２ｅ，１２ｆに半田な
どの接合材によって固定され、他端はやや湾曲させて圧
電トランス本体２０Ａの１次側外部電極２１ａ，２１ｂ
に半田などの接合材によって接合されている。このよう
に、金属端子１３ａ，１３ｂの一端部と他端部との間の
平板の長さ方向が圧電トランス本体２０Ａの上面及び底
面すなわち（幅Ｗ１×長さＬ１）面に対して平行になり
且つ平板面が前記（幅Ｗ１×長さＬ１）面に対して垂直
になっているため、金属端子１３ａ，１３ｂの断面積を
減少させることなくすなわち電気抵抗を増加させること
なく、バネ性を得ることができる。

【００５２】尚、ここでは、外部端子１２ａ，１２ｂと
金属端子１３ａ，１３ｂは、後述するように一体に形成
されているが、これらの外部端子１２ａ，１２ｂと金属
端子１３ａ，１３ｂを互いに分離して形成し、半田付け
によって接続する構成としても良い。

【００５３】また、図４に示すように、外部電極２１
ａ，２１ｂと金属端子１３ａ，１３ｂとの接合部分とそ
の周辺の表面には、弾性を有する樹脂がコーティングさ
れている。これにより、接合材の酸化による劣化が抑制
されると共に、接合部分にかかる圧電トランス本体２０
Ａの振動による応力の集中箇所が分散され、接合部分及
びその近傍の応力集中箇所における破断の発生が抑制さ
れ、接合部分の導通不良を防止することができる。

【００５４】２次側の金属端子１４は、図５に示すよう
に、帯状の金属板バネを折り曲げて形成されたもので、
その中央部分は先端141aが平らになるような略Ｕ字型に
おり曲げられ、さらにこのＵ字型部分における所定長さ
の垂直部分141を除く両端部分は垂直部分141の面にほぼ
直角になるように外側に折り曲げられる共にその先端部
分が前記Ｕ字型部分とは反対側に２回折り返されて、先
端部が折り返されたＪ字型のバネ部142a,142bと、その
先端の固定部143a,143bが形成されたバネ構造を有する
と共に、先端141aの中心点に対して対称な構造を有して
いる。

【００５５】さらに、金属端子１４の固定部143a,143b
はケース１１Ａに固定され、一方の固定部143aは外部端
子１２ｃに接続されている。本実施形態では、金属端子
１４と外部端子１２ｃを一体に形成している。また、金
属端子１４のＵ字型部分の先端部141aは２次側電極２５
の中央部に半田付けされると共に上記同様に接合部分に
弾性樹脂がコーティングされている。

【００５６】また、圧電トランス本体２０Ａは金属端子
１３ａ，１３ｂ，１４によって支持された状態でケース
１１Ａ内に保持されている。

【００５７】ここで、１次側外部電極２１ａ，２１ｂと
外部端子１２ａ，１２ｂとを接続する金属端子１３ａ，
１３ｂのリーチ長Ｌ２は、金属端子１３ａ，１３ｂの１
次たわみ固有振動周波数ｆ_Tが圧電トランス本体２０Ａ
の動作周波数ｆ_Dよりも高い値になると共に圧電トラン
ス本体２０Ａの振動により金属端子１３ａ，１３ｂが１
次側外部電極２１ａ，２１ｂとの接合部に発生させる応
力がこの接合部の破壊強度よりも小さくなるように設定
されている。

【００５８】例えば、金属端子１３ａ，１３ｂの弾性に
よって振動する部分の長さ（リーチ長Ｌ２）を３ｍｍ以
下として、金属端子１３ａ，１３ｂの１次たわみ固有振
動周波数ｆ_Tを８０ｋＨｚ以上に設定することにより、
１次たわみ固有振動周波数ｆ_Tを動作周波数ｆ_D＝６５ｋ
Ｈｚより大きく設定している。さらに、本実施形態で
は、金属端子１３ａ，１３ｂの材質として周知のリン青
銅合金を用い、リーチ長Ｌ２を１ｍｍ以上に設定するこ
とにより、金属端子１３ａ，１３ｂが１次側外部電極２
１ａ，２１ｂとの接合部に発生させる応力がこの接合部
の破壊強度よりも小さくなるようにしている。これによ
り、動作周波数ｆ_Dを５８〜７２ｋＨｚの範囲で変化さ
せても金属端子１３ａ，１３ｂは共振せず、金属端子１
３ａ，１３ｂが１次側外部電極２１ａ，２１ｂ面との接
合部に発生させる応力を従来例の１／１０以下に低減す
ることができた。

【００５９】また、２次側電極２５と外部端子１２ｃと
を接続する金属端子１４の垂直部分141の長さＬ４は、
接合材（半田）がバネ部142a,142bに及ばない長さであ
り且つ垂直部分141の１次たわみ固有振動周波数ｆ_Tが動
作周波数ｆ_Dより大きくなる長さに設定されている。例
えば、垂直部分141の長さＬ４は、上記と同様に１ｍｍ
以上３ｍｍ以下の範囲内に設定され、垂直部分141の１
次たわみ固有振動周波数ｆ_Tが圧電トランス本体２０Ａ
の動作周波数ｆ_Dよりも高い値になっていると共に、圧
電トランス本体２０Ａの長さ方向の振動（膨張収縮）に
よって金属端子１４が２次側電極２５との接合部に発生
させる応力がこの接合部の破壊強度よりも小さくなって
いる。本実施形態では、金属端子１４が２次側電極２５
面との接合部に発生させる応力を従来例の１／１０以下
に低減することができた。

【００６０】また、本実施形態では、圧電トランス本体
２０Ａの振動を阻害しない十分な弾性を得るために金属
端子１４のリーチ長Ｌ３を約１．５ｍｍに設定してい
る。

【００６１】上記構成により、圧電トランス１０Ａを駆
動したときに、圧電トランス本体２０Ａがその幅方向に
膨張収縮を繰り返して振動しても、金属端子１３ａ，１
３ｂが弾性を有し、さらにそのリーチ長Ｌ２が上記の長
さに設定されているので、圧電トランス本体２０Ａの振
動に共振せずさらに振動を妨げることがない。

【００６２】また、圧電トランス本体２０Ａがその長さ
方向に膨張収縮を繰り返して振動しても、金属端子１４
がバネ構造を有し、さらに上記長さＬ４が前述したよう
に設定されているので、金属端子１４の垂直部分141は
圧電トランス本体２０Ａが動作周波数ｆ_Dで振動したと
きに垂直部分141が共振して振動することがなく、この
共振振動が電極２５の面と金属端子１４との接合部分に
直接加わって接合部分に過大な応力が発生することがな
いので、接合部分の疲労が従来例よりも低減され、接合
部分のクラックの発生や破断を抑制することができ、導
通不良の発生を防止することができる。

【００６３】さらに、２次側の金属端子１４の前記リー
チ長Ｌ３が上記長さに設定されると共に、その両端部に
固定部143a,143が設けられてケース１１Ａに固定され、
圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の膨張収縮によって
金属端子１４内に発生する変位力を両端の固定部143a,1
43b方向に等分に分散する構造であるので、図６に示す
ように、圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の伸縮に伴
って圧電トランス本体２０Ａの他端部すなわち２次側電
極２５が設けられている端部がその幅方向に変位するこ
とがない。従って、金属端子１４に捻れの力が作用する
ことがなく、２次側電極２５との接合部分に大きな負荷
がかかることがないので、接合部分のクラックの発生や
破断を抑制することができ、導通不良を生ずることがな
い。

【００６４】さらにまた、本実施形態の圧電トランス１
０Ａでは、金属端子１４が上記バネ構造を有しているた
め、圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の振動に伴って
２次側電極２５の面の位置が変位したときに該変位を阻
害することがないので、高い効率を得ることができる。
圧電トランス本体２０Ａの長手方向の振動による変位が
２次側の金属端子１４の平行部分で受けとめられるた
め、金属端子１４の垂直部分には振動による変形が生じ
ない。つまり、金属端子１４と２次側電極２５との接合
部に発生する応力を低減できる。

【００６５】また、本実施形態によれば、非常に簡単
に、金属端子１３ａ，１３ｂ，１４のそれぞれを圧電ト
ランス本体２０Ａの振動に共振しないように設定するこ
とができる。

【００６６】次に、本発明の第２実施形態を説明する。

【００６７】図７は本発明の第２実施形態における圧電
トランスを示す分解斜視図、図８はその平断面図であ
る。図において、前述した第１実施形態と同一構成部分
は同一符号をもって表しその説明を省略する。

【００６８】また、第２実施形態と第１実施形態との相
違点は、第２実施形態の圧電トランス１０Ｂでは、２次
側電極２５に対向する端面に１次側の外部電極２１ｃ，
２１ｄを形成した圧電トランス本体２０Ｂを備え、１次
側の金属端子１３ａ，１３ｂに代えて金属端子１５ａ，
１５ｂを設けると共に側面の開口が形成されてないケー
ス１１Ｂを備えたことである。

【００６９】即ち、圧電トランス本体２０Ｂは、上記と
同様に製造されるが、１次側電極２３ａ，２３ｂは、そ
の一部が圧電トランス本体２０Ｂの長さ方向の端部にお
ける辺の両端部に露出するように形成され、この露出部
分が１次側外部電極２１ｃ、２１ｄに接続されている。
この１次側外部電極２１ｃ，２１ｄは、圧電トランス本
体２０Ｂの長さ方向の振動における腹部分に形成されて
いる。

【００７０】一次側の金属端子１５ａ，１５ｂは、図９
に示すように、帯状の金属板バネをコ字型に折り曲げて
形成されたもので、その一端部151が外側に突出するよ
うにほぼ直角に折り曲げられ、さらにその先端が湾曲さ
れている。一端部151に連結した板バネ片152は他端部の
固定部154をなす板バネ片に平行であり、板バネ片152と
固定部154をなす板バネ片との間は互いにほぼ直角に交
わる板バネ片153によって連結されている。

【００７１】金属端子１５ａ，１５ｂは、互いに対称な
位置に配置された状態でそれぞれの固定部154がケース
１１Ｂに固定されると共に、金属端子１５ａの固定部15
4は外部端子１２ａに接続され、金属端子１５ｂの固定
部154は外部端子１２ｂに接続されている。本実施形態
では、金属端子１５ａと外部端子１２ａを一体に形成
し、金属端子１５ｂと外部端子１２ｂを一体に形成して
いる。

【００７２】また、金属端子１５ａ，１５ｂの一端部15
1はその湾曲した先端部が１次側外部電極２１ｃ，２１
ｄに当接された状態で、第１実施形態と同様に半田によ
って接合され、さらに接合部分及びその周辺が弾性樹脂
によってコーティングされている。金属端子１５ａ，１
５ｂと１次側外部電極２１ｃ，２１ｄの接合に際しては
接合材（半田）が板バネ片152まで至らないように一端
部151の湾曲した先端部のみが接合材で覆われる。

【００７３】ここで、金属端子１５ａ，１５ｂの一端部
151に連結された板バネ片152の長さＬ５と一端部151の
板バネ片の長さＬ６のそれぞれは、前述と同様に１ｍｍ
以上３ｍｍ以下の範囲内の１．５ｍｍに設定され、一端
部151の板バネ片の１次たわみ固有振動周波数ｆ_Tが圧電
トランス本体２０Ｂの動作周波数ｆ_Dよりも高い値にな
ると共に圧電トランス本体２０Ｂの長さ方向の振動（膨
張収縮）によって金属端子１５ａ，１５ｂが１次側外部
電極２１ｃ，２１ｄとの接合部に発生させる応力がこの
接合部の破壊強度よりも小さくなるような弾性を有する
ようになっている。

【００７４】上記構成の圧電トランス１０Ｂでは、圧電
トランス本体２０Ｂは金属端子１５ａ，１５ｂ，１４に
よって支持された状態でケース１１Ｂ内に保持される。

【００７５】また、圧電トランス１０Ｂを駆動したとき
に、圧電トランス本体２０Ｂがその長さ方向に振動して
膨張収縮を繰り返しても、金属端子１５ａ，１５ｂが弾
性を有し、さらに上記長さＬ５，Ｌ６が前述のような長
さに設定されているので、金属端子１５ａ，１５ｂの一
端部151の板バネ片が圧電トランス本体２０Ｂの振動に
共振せず、さらにこの振動を妨げることがない。

【００７６】さらに、１次側の金属端子１５ａ，１５ｂ
は、互いに対称な位置に配置され、上記膨張収縮によっ
て金属端子１５ａ，１５ｂのそれぞれに発生する変位力
が固定部154方向に等分に分散する構造なので、図１０
に示すように、圧電トランス本体２０Ｂの長さ方向の伸
縮に伴って圧電トランス本体２０Ｂの一端部すなわち１
次側外部電極２１ｃ，２１ｄが設けられている端部がそ
の幅方向或いは厚み方向に変位することがない。従っ
て、金属端子１５ａ，１５ｂのそれぞれに捻れの力が作
用することがなく、１次側外部電極２１ｃ，２１ｄとの
接合部分に大きな負荷がかかることがないので、接合部
分が破壊されることがなく、接合部分の破壊による導通
不良を生ずることがない。さらにまた、振動によって金
属端子１５ａ，１５ｂと１次側外部電極２１ｃ，２１ｄ
との接合部に加わる熱負荷が緩和されるので、接合部の
疲労を低減することができ、導通不良の発生を防止する
ことができる。

【００７７】また、圧電トランス本体２０Ｂの長手方向
の振動による変位が１次側の金属端子１５ａ，１５ｂの
平行部分で受けとめられるため、金属端子１５ａ，１５
ｂの垂直部分には振動による変形が生じない。つまり、
金属端子１５ａ，１５ｂと１次側電極２１ｃ，２１ｄと
の接合部に発生する応力を低減できる。さらにまた、圧
電トランス本体２０Ｂの振動による発熱が最大となる長
さ方向の振動の節で１次側接続端子を接合せずに腹で接
合しているため、振動によって金属端子１５ａ，１５ｂ
と１次側電極２１ｃ，２１ｄとの接合部に加わる熱負荷
が緩和されるので、接合部の疲労を低減することができ
る。

【００７８】また、２次側においては第１実施形態と同
様である。

【００７９】従って、本実施形態の圧電トランス１０Ｂ
は、高い効率を得られると共に、電極２１ｃ，２１ｄ，
２５の面と金属端子１５ａ，１５ｂ，１４との接合部分
に過大な応力が加わることがなく、接合部分の疲労も低
減され、導通不良の発生を防止することができる。

【００８０】次に、本発明の第３実施形態を説明する。

【００８１】第３実施形態は、前述した第１実施形態に
おける２次側金属端子として図１１及び図１２に示す金
属端子１６を用いた圧電トランスを構成した。圧電トラ
ンスの外観形状及び圧電トランス本体は、第１実施形態
と同様である。図１１は第３実施形態における２次側金
属端子を示す外観斜視図、図１２は２次側金属端子の実
装状態を示す平断面図である。

【００８２】第３実施形態における２次側金属端子１６
は、帯状の金属板バネを折り曲げて形成されたもので、
その中央部分は先端161aが平らになるような三角形状に
おり曲げられ、さらにこの三角形部分の一頂点から所定
長さの垂直部分161において両側の板バネが密接し、さ
らに垂直部分161を除く両端部分は垂直部分161の面にほ
ぼ直角になるように外側に折り曲げられる共にその先端
部分が前記三角形部分とは反対側に２回折り返されて、
先端部が折り返されたＪ字型のバネ部162a,162bと、そ
の先端に固定部163a,163bが形成されたバネ構造を有
し、先端161aの中心点に対して対称な構造をなしてい
る。

【００８３】さらに、金属端子１６の固定部163a,163b
はケース１１Ａに固定され、一方の固定部163aは外部端
子１２ｃに接続されている。本実施形態では、金属端子
１６と外部端子１２ｃを一体に形成している。また、金
属端子１６の三角形部分の先端部161aは２次側電極２５
の中央部に半田付けされると共に上記同様に接合部分に
弾性樹脂がコーティングされている。

【００８４】また、金属端子１６のリーチ長Ｌ７と垂直
部分161の長さＬ８も、前述した第１実施形態と同様に
設定され、垂直部分161の１次たわみ固有振動周波数ｆ_T
が圧電トランス本体２０Ａの動作周波数ｆ_Dよりも高い
値になっていると共に、圧電トランス本体２０Ａの長さ
方向の振動（膨張収縮）によって金属端子１６が２次側
電極２５との接合部に発生させる応力がこの接合部の破
壊強度よりも小さくなるように金属端子１６の弾性力が
設定されている。

【００８５】従って、第３実施形態においても、圧電ト
ランス本体２０Ａがその長さ方向に振動して膨張収縮を
繰り返しても、金属端子１６がバネ部162a,162bを主体
とするバネ構造を有しているので、圧電トランス本体２
０Ａの長さ方向の振動を阻害することがなく、高い変換
効率を得ることができる。

【００８６】また、金属端子１６の垂直部分161の長さ
Ｌ８が前述したように設定されているので、金属端子１
６は圧電トランス本体２０Ａが動作周波数ｆ_Dで振動し
たときに共振して振動することがない。これにより、２
次側電極２５の面と金属端子１６との接合部分に過大な
応力が加わることがなく、接合部分の疲労も低減され、
導通不良の発生を防止することができる。

【００８７】さらに、２次側の金属端子１６はその両端
部に固定部163a,163bが設けられてケース１１Ａに固定
され、上記膨張収縮によって金属端子１６内に発生する
変位力を両端の固定部163a,163b方向に等分に分散する
構造であるので、圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の
伸縮に伴って圧電トランス本体２０Ａの他端部すなわち
２次側電極２５が設けられている端部がその幅方向及び
厚さ方向に変位することがない。従って、金属端子１６
に捻れの力が作用することがなく、２次側電極２５との
接合部分に大きな負荷がかかることがないので、接合部
分が破壊されることがなく、接合部分の破壊による導通
不良を生ずることがない。また、圧電トランス本体２０
Ａの長手方向の振動による変位が２次側の金属端子１６
の平行部分で受けとめられるため、金属端子１６の垂直
部分には振動による変形が生じない。つまり、金属端子
１６と２次側電極２５との接合部に発生する応力を低減
できる。

【００８８】尚、第３実施形態の２次側金属端子１６を
第２実施形態の圧電トランス１０Ｂに適用しても同様の
効果を得ることができることは言うまでもない。

【００８９】次に、本発明の第４実施形態を説明する。

【００９０】第４実施形態は、前述した第１実施形態に
おける２次側金属端子として図１３及び図１４に示す金
属端子１７を用いた圧電トランスを構成した。圧電トラ
ンスの外観形状及び圧電トランス本体は、第１実施形態
と同様である。図１３は第４実施形態における２次側金
属端子を示す外観斜視図、図１４は２次側金属端子の実
装状態を示す平断面図である。

【００９１】第４実施形態における２次側金属端子１７
は、帯状の金属板バネを楕円弧形状に湾曲させて形成さ
れたもので、その中央部分は先端部171aが平らになるよ
うなコ字形状に折り曲げられて楕円弧の外側に突出され
ている。また、先端部171aの両端と楕円弧部分を連結す
る板バネ片171は先端部171aの面に対して直角をなして
いる。さらに、両側の楕円弧状板バネ片172a,172bの先
端部は楕円弧の外側に折り返されて固定部173a,173bが
形成されたバネ構造を有している。また、金属端子１７
は、先端部171aの中心点に対して対称な構造をなしてい
る。

【００９２】金属端子１７の固定部173a,173bはケース
１１Ａに固定され、一方の固定部173aは外部端子１２ｃ
に接続されている。本実施形態では金属端子１７と外部
端子１２ｃを一体に形成している。また、金属端子１７
の先端部171aは圧電トランス本体２０Ａの２次側電極２
５の中央部に半田付けされ、前述した実施形態と同様に
接合部分とその周辺には弾性樹脂がコーティングされて
いる。

【００９３】また、金属端子１７の楕円弧状板バネ片17
2a,172bの長さＬ９は十分なバネ弾性を得られるバネ構
造となる長さに設定されている。さらに、垂直部分171
の長さＬ１０は上記と同様に１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範
囲内に設定され、垂直部分171の１次たわみ固有振動周
波数ｆ_Tが圧電トランス本体２０Ａの動作周波数ｆ_Dより
も高い値になっている。また、圧電トランス本体２０Ａ
の長さ方向の振動（膨張収縮）によって金属端子１７が
２次側電極２５との接合部に発生させる応力がこの接合
部の破壊強度よりも小さくなっている。

【００９４】従って、第４実施形態においても、圧電ト
ランス本体２０Ａがその長さ方向に膨張収縮を繰り返し
て振動しても、金属端子１７がバネ構造を有し、さらに
上記長さＬ９，Ｌ１０が前述したような長さに設定され
ているので、金属端子１７は圧電トランス本体２０Ａが
動作周波数ｆ_Dで振動したときに共振して振動すること
がなく、さらに圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の振
動に伴って２次側電極２５の面の位置が変位するときに
該変位を阻害することがない。

【００９５】従って、高い変換効率を得られると共に、
２次側電極２５の面と金属端子１７との接合部分に過大
な応力が加わることがなく、接合部分の疲労も低減さ
れ、導通不良の発生を防止することができる。

【００９６】さらに、２次側の金属端子１７はその両端
部に固定部173a,173bが設けられてケース１１Ａに固定
され、上記膨張収縮によって金属端子１７内に発生する
変位力を両端の固定部1763a,173b方向に等分に分散する
構造であるので、圧電トランス本体２０Ａの長さ方向の
伸縮に伴って圧電トランス本体２０Ａの他端部すなわち
２次側電極２５が設けられている端部がその幅方向或い
は厚さ方向に変位することがない。従って、金属端子１
７に捻れの力が作用することがなく、２次側電極２５と
の接合部分に大きな負荷がかかることがないので、接合
部分が破壊されることがなく、接合部分の破壊による導
通不良を生ずることがない。

【００９７】また、圧電トランス本体２０Ａの長手方向
の振動による変位が２次側の金属端子１７の平行部分で
受けとめられるため、金属端子１７の垂直部分には振動
による変形が生じない。つまり、金属端子１７と２次側
電極２５との接合部に発生する応力を低減できる。

【００９８】尚、第４実施形態の２次側金属端子１７を
第２実施形態の圧電トランス１０Ｂに適用しても同様の
効果を得ることができることは言うまでもない。

【００９９】次に、本発明の第５実施形態を説明する。

【０１００】図１５は第５実施形態における圧電トラン
スを示す外観斜視図、図１６はその分解斜視図、図１７
はその平断面図である。図において、前述した実施形態
と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略
する。

【０１０１】前述した実施形態はλモードの圧電トラン
ス１０Ａ，１０Ｂに関して説明したが、第５実施形態で
はλ／２モードの圧電トランス１０Ｃを構成した。

【０１０２】即ち、第５実施形態における圧電トランス
本体２０Ｃは、幅Ｗ２＝６ｍｍ、厚さＴ２＝１．７ｍ
ｍ、長さＬ１１＝２４ｍｍを有する直方体形状を有し、
その長さ方向のほぼ１／２の側面（１次側駆動部２４と
発電部２６の境界側面）には１次側電極２３ａ，２３ｂ
に接続された外部電極２１ａ，２１ｂが形成されてい
る。また、圧電トランス本体２０Ｃの一端側には１次側
電極２３ａ，２３ｂが積層形成されている。さらに、圧
電トランス本体２０Ｃの他端面には２次側電極（２次側
接合電極）２５が形成されている。

【０１０３】１次側の金属端子１８ａ，１８ｂは、第１
実施形態と同様にＬ字形状をなし、例えば、リン青銅合
金からなる、厚さ０．１ｍｍ、幅０．８ｍｍの板状をな
した弾性を有する構造になっている。その一端はケース
１１Ｃの側面に固定されている外部端子１２ａ，１２ｂ
の端部１２ｅ，１２ｆに半田などの接合材によって固定
され、他端はやや湾曲させて圧電トランス本体２０Ｃの
１次側外部電極２１ａ，２１ｂに半田などの接合材によ
って接合されている。尚、ここでは、外部端子１２ａ，
１２ｂと金属端子１８ａ，１８ｂは、第１実施形態と同
様に一体に形成されている。

【０１０４】金属端子１８ａ，１８ｂのリーチ長Ｌ１２
は、第１実施形態と同様に、金属端子１８ａ，１８ｂの
１次たわみ固有振動周波数ｆ_Tが圧電トランス本体２０
Ｃの動作周波数ｆ_Dよりも高い値になると共に圧電トラ
ンス本体２０Ｃの振動により金属端子１８ａ，１８ｂが
１次側外部電極２１ａ，２１ｂとの接合部に発生させる
応力がこの接合部の破壊強度よりも小さくなるように設
定されている。

【０１０５】また、外部電極２１ａ，２１ｂと金属端子
１８ａ，１８ｂとの接合部分とその周辺の表面には、上
記同様に弾性樹脂がコーティングされている。これによ
り、接合材の酸化による劣化が抑制されると共に、接合
部分にかかる圧電トランス本体２０Ｃの振動による応力
の集中箇所が分散化され、接合部分及びその近傍の応力
集中箇所における破断の発生が抑制され、接合部分の導
通不良を防止することができる。

【０１０６】２次側の金属端子１９は、帯状の金属板バ
ネを折り曲げて形成されたもので、第１実施形態と同様
の形状を有し、その先端部191aが２次側電極２５の中央
部に半田付けされ、上記同様に弾性樹脂がコーティング
されている。また、金属端子１９の両端の固定部193a,1
93bはケース１１Ａに固定され、一方の固定部143aは外
部端子１２ｃに接続されている。本実施形態では、金属
端子１４と外部端子１２ｃを一体に形成している。

【０１０７】また、２次側の金属端子１９の垂直部分19
1の長さＬ１３は上記と同様に１ｍｍ以上３ｍｍ以下に
設定され、垂直部分141の１次たわみ固有振動周波数ｆ_T
が圧電トランス本体２０Ｃの動作周波数ｆ_Dよりも高い
値になっていると共に、圧電トランス本体２０Ｃの長さ
方向の振動（膨張収縮）によって金属端子１９が２次側
電極２５との接合部に発生させる応力がこの接合部の破
壊強度よりも小さくなっている。

【０１０８】また、本実施形態では、圧電トランス本体
２０Ｃの振動を阻害しない十分な弾性を得るために金属
端子１９のリーチ長Ｌ１４を約１．５ｍｍに設定してい
る。

【０１０９】上記構成により、圧電トランス１０Ｃを駆
動したときに、圧電トランス本体２０Ｃがその幅方向に
膨張収縮を繰り返して振動しても、金属端子１８ａ，１
８ｂが弾性を有し、さらにそのリーチ長Ｌ１２が上記の
長さに設定されているので、圧電トランス本体２０Ｃの
振動に共振せずさらに振動を妨げることがない。

【０１１０】また、圧電トランス本体２０Ｃがその長さ
方向に膨張収縮を繰り返して振動しても、金属端子１９
がバネ構造を有し、さらに垂直部分191の長さＬ１４が
前述したように設定されているので、金属端子１９の垂
直部分191は圧電トランス本体２０Ｃが動作周波数ｆ_Dで
振動したときに垂直部分191が共振して振動することが
なく、この共振振動が電極２５の面と金属端子１９との
接合部分に直接加わって接合部分に過大な応力が発生す
ることがないので、接合部分の疲労が従来例よりも低減
され、接合部分のクラックの発生や破断を抑制すること
ができ、導通不良の発生を防止することができる。

【０１１１】さらに、２次側の金属端子１９の前記リー
チ長Ｌ１４が上記長さに設定されると共に、その両端部
に固定部193a,193が設けられてケース１１Ｃに固定さ
れ、圧電トランス本体２０Ｃの長さ方向の膨張収縮によ
って金属端子１９内に発生する変位力を両端の固定部19
3a,193b方向に等分に分散する構造であるので、圧電ト
ランス本体２０Ｃの長さ方向の伸縮に伴って圧電トラン
ス本体２０Ｃの他端部すなわち２次側電極２５が設けら
れている端部がその幅方向に変位することがない。従っ
て、金属端子１９に捻れの力が作用することがなく、２
次側電極２５との接合部分に大きな負荷がかかることが
ないので、接合部分のクラックの発生や破断を抑制する
ことができ、導通不良を生ずることがない。また、圧電
トランス本体２０Ｃの長手方向の振動による変位が２次
側の金属端子１９の平行部分で受けとめられるため、金
属端子１９の垂直部分には振動による変形が生じない。
つまり、金属端子１９と２次側電極２５との接合部に発
生する応力が低減される。

【０１１２】さらにまた、本実施形態の圧電トランス１
０Ｃでは、２次側の金属端子１９が上記バネ構造を有し
ているため、圧電トランス本体２０Ｃの長さ方向の振動
に伴って２次側電極２５の面の位置が変位したときに該
変位を阻害することがないので、高い効率を得ることが
できる。

【０１１３】尚、前述した実施形態の構成は本願発明の
一具体例であり、本願発明がこれらのみに限定されるこ
とはない。例えば、上記実施形態では、半田付けによっ
て電極と金属端子とを接合したが、半田以外の接合材を
用いても良い。

【０１１４】また、上記実施形態では電極２１ａ，２１
ｂ，２５と外部端子１２ａ〜１２ｃとの接続端子として
金属端子１３ａ，１３ｂ、１４〜１７、１８ａ，１８
ｂ，１９を用いたが、上記と同様の弾性及び１次たわみ
固有振動周波数を有する端子であれば金属以外の接続端
子を用いても良い。例えば、樹脂部材に被覆リード線や
導電性ゴムをはわせた接続端子であっても、上記と同様
の弾性及び１次たわみ固有振動周波数を有するものであ
れば同様の効果を得ることができる。

【０１１５】また、本実施形態では、金属端子の材質と
してリン青銅合金を用いたが、これに限定されることは
なく、同様の弾性を有する材質であれば他の材質であっ
ても適用可能であることは言うまでもない。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、圧電振動体が動作周波数で振動したときに接続
端子が共振して振動することがないので、共振振動によ
る接続端子の劣化及び接続端子と電極との接合部の劣化
や破壊を防止することができ、従来に比べて接続端子の
導通不良の発生を大幅に低減することができる。さら
に、圧電振動体の振動を接続端子が阻害することがない
ので、高い変換効率を得ることができる。

【０１１７】また、請求項２によれば、上記の効果に加
えて、圧電振動体の長さ方向の節においては圧電振動体
の長さ方向の振動がほぼなくなるので１次側接続端子に
かかる前記振動による負荷を低減することができる。ま
た、１次側接続端子の接合位置のずれなどによって圧電
振動体の長さ方向の振動が１次側接続端子に伝達された
ときにも、１次側接続端子は圧電振動体の振動に共振し
て振動することがなく、さらに圧電振動体の振動を阻害
することがない。

【０１１８】また、請求項３によれば、圧電振動体の長
さ方向の振動の腹となる一端面に設けられた一対の１次
側接合電極面のそれぞれに接合された２つの１次側接続
端子が互いに面対称で且つ射影が点対称な位置に配置さ
れているため、圧電振動体の長さ方向の伸縮によって、
圧電振動体の長さ方向に対して直角な方向への力が１次
側接続端子に生じたときに、各１次側接続端子に生じた
変位力同士が打ち消し合うので、該変位力による圧電振
動体の長さ方向に対して直角な方向への圧電振動体の揺
れや捻れ及び振動の発生を抑制することができると共
に、接合部に発生する応力を低減することができる。さ
らに、１次側接続端子によって圧電振動体の長さ方向の
伸縮力が１次側接合電極面に対して垂直方向に受けられ
るため、１次側接合電極面に平行な方向への圧電振動体
の揺れや捻れ及び振動の発生を抑制することができると
共に接合電極面に対して接合される垂直部分が圧電振動
体の振動に共振して振動することがないので、前記揺れ
や捻れ及び共振振動による２次側接続端子の劣化及び１
次側接続端子と電極面との接合部の劣化や破壊を防止す
ることができる。さらに、圧電振動体の長手方向の振動
による変位が１次側接続端子の平行部分で受けとめられ
るため、１次側接続端子の垂直部分には振動による変形
が生じない。つまり、１次側接続端子と１次側電極との
接合部に発生する応力を低減することができる。従っ
て、従来に比べて１次側接続端子の導通不良の発生を低
減することができる。さらに、圧電振動体の振動を阻害
することがないので、高い変換効率を得ることができ
る。さらにまた、圧電振動体の振動による発熱が最大と
なる長さ方向の振動の節で接合しないため、前記振動に
よって接合部に加わる熱負荷が緩和されるので、接合部
の疲労が低減され、導通不良の発生を防止することがで
きる。

【０１１９】また、請求項４によれば、上記の効果に加
えて、接続端子の一端部と他端部との間の平板の長さ方
向が前記圧電振動体の（幅Ｗ×長さＬ）面に対して平行
になり且つ前記平板面が前記（幅Ｗ×長さＬ）面に対し
て垂直になっているため、前記接続端子の断面積を減少
させることなく、すなわち接続端子の電気抵抗を増加さ
せることなくバネ性を得ることができる。

【０１２０】また、請求項５によれば、２次側接続端子
によって圧電振動体の長さ方向の伸縮力が２次側接合電
極面に対して垂直方向に受けられるため、２次側接合電
極面に平行な方向への圧電振動体の揺れや捻れ及び振動
の発生を抑制することができると共に接合電極面に対し
て接合される垂直部分が圧電振動体の振動に共振して振
動することがないので、前記揺れや捻れ及び共振振動に
よる２次側接続端子の劣化及び２次側接続端子と電極面
との接合部の劣化や破壊を防止することができ、従来に
比べて２次側接続端子の導通不良の発生を大幅に低減す
ることができる。さらに、圧電振動体の振動を阻害する
ことがないので、高い変換効率を得ることができる。さ
らに、圧電振動体の長手方向の振動による変位が２次側
接続端子の平行部分で受けとめられるため、２次側接続
端子の垂直部分には振動による変形が生じない。つま
り、２次側接続端子と２次側電極との接合部に発生する
応力を低減することができる。

【０１２１】また、請求項６によれば、上記の効果に加
えて、接合部分の接合材の酸化による劣化を抑制するこ
とができると共に、接合部分にかかる圧電振動体の振動
による応力の集中箇所を分散化することができ、接合部
分及びその近傍の応力集中箇所における破断の発生を抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における圧電トランスを
示す外観斜視図

【図２】本発明の第１実施形態における圧電トランスを
示す分解斜視図

【図３】本発明の第１実施形態における圧電トランスを
示す平断面図

【図４】本発明の第１実施形態における電極と金属端子
との接合部分を示す断面図

【図５】本発明の第１実施形態における２次側金属端子
を示す外観斜視図

【図６】本発明の第１実施形態における２次側金属端子
の動作を示す平断面図

【図７】本発明の第２実施形態における圧電トランスを
示す分解斜視図

【図８】本発明の第２実施形態における圧電トランスを
示す平断面図

【図９】本発明の第２実施形態における１次側金属端子
を示す外観斜視図

【図１０】本発明の第２実施形態における１次側金属端
子の動作を示す平断面図

【図１１】本発明の第３実施形態における２次側金属端
子を示す外観斜視図

【図１２】本発明の第３実施形態における２次側金属端
子を示す平断面図

【図１３】本発明の第４実施形態における２次側金属端
子を示す外観斜視図

【図１４】本発明の第４実施形態における２次側金属端
子を示す平断面図

【図１５】本発明の第５実施形態における圧電トランス
を示す外観斜視図

【図１６】本発明の第５実施形態における圧電トランス
を示す分解斜視図

【図１７】本発明の第５実施形態における圧電トランス
を示す平断面図

【図１８】ローゼン型圧電トランスを示す構成図

【図１９】従来例の金属端子を示す外観斜視図

【図２０】従来例の圧電トランスの金属端子装着状態を
説明する図

【図２１】従来例における金属端子のたわみ固有振動周
波数の実測値を示す図

【図２２】従来例における２次側金属端子による捻れ振
動を説明する図

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…圧電トランス、１１Ａ，１１
Ｂ，１１Ｃ…ケース、１１ａ，１１ｂ…切り欠き、１２
ａ〜１２ｃ…外部端子、１３ａ，１３ｂ…１次側金属端
子（接続端子）、１４，１６，１７，１９…２次側金属
端子（接続端子）、１５ａ，１５ｂ，１８ａ，１８ｂ…
１次側金属端子、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…圧電トラン
ス本体、２１ａ，２１ｂ…１次側外部電極、２３ａ，２
３ｂ…１次側電極、２４…駆動部、２５…２次側電極、
２６…発電部、３１…半田（接合材）、３２…弾性樹
脂。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田隆東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者嶋村純一東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者井上靖東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者桑名義夫東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者麦谷英児東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者平國正一郎東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内 (72)発明者坂本守東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さＴ、幅Ｗ、長さＬ（Ｔ≦Ｗ≦Ｌ）の
直方体形状を有する圧電振動体の電極部分に電気的に接
続された接合電極面が前記圧電振動体の所定面に設けら
れ、前記接合電極面に弾性を有する接続端子の一部分が
接合され、該接続端子が前記圧電振動体への電気的接続
を行なっている圧電トランスにおいて、前記接続端子は、一端部が前記接合電極面に接合される
と共に固定用の他端部を有する帯板状をなし、１次たわ
み固有振動周波数が前記圧電振動体の動作周波数よりも
高い値になると共に前記圧電振動体の振動に伴って接続
端子の弾性力によって前記接合部に発生する応力が前記
接合部の破壊強度よりも小さくなるように前記一端部と
他端部との間の長さが設定されていることを特徴とする
圧電トランス。
【請求項２】前記圧電振動体の幅方向の端面の前記圧
電振動体の長さ方向の振動の節となる部分に１次側の接
合電極面を有し、前記節において前記１次側接合電極面に１次側の前記接
続端子が接合されていることを特徴とする請求項１に記
載の圧電トランス。
【請求項３】厚さＴ、幅Ｗ、長さＬ（Ｔ≦Ｗ≦Ｌ）の
直方体形状を有する圧電振動体の電極部分に電気的に接
続された接合電極面が前記圧電振動体の所定面に設けら
れ、前記接合電極面に弾性を有する接続端子の一部が接
合され、該接続端子が前記圧電振動体への電気的接続を
行なっている圧電トランスにおいて、前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる一端面に一
対の１次側接合電極面を有し、それぞれの１次側接合電極面に１次側の前記接続端子が
接合され、前記一対の１次側接続端子は、同一形状を有し、互いに
面対称な位置であり且つ前記端面を含む仮想平面への射
影が互いに点対称である位置に配置されていると共に、前記１次側接続端子は、前記１次側接合電極面に対して
平行方向に延びる部分と垂直方向に延びる部分とを有
し、前記平行方向に延びる部分の一端に前記垂直方向に
延びる部分の一端が連結された形状をなし、前記垂直方
向に延びる部分の他端が前記１次側接合電極面に接合さ
れ、前記平行方向に延びる部分の他端が固定用の端部を
なすと共に、前記圧電振動体の長さ方向の伸縮の力を垂
直に受けるバネ構造を有し、前記垂直方向に延びる部分
の１次たわみ固有振動周波数が前記圧電振動体の動作周
波数よりも高い値に設定されていると共に、前記圧電振
動体の長さ方向の伸縮によって前記接合部に発生させる
応力が前記接合部の破壊強度よりも小さくなる弾性を有
していることを特徴とする圧電トランス。
【請求項４】前記接続端子は、前記一端部と他端部と
の間が長方形断面を有する帯状平板をなし、前記一端部
に連結された平板の長さ方向が前記圧電振動体の（幅Ｗ
×長さＬ）面に対して平行になり且つ前記平板面が前記
（幅Ｗ×長さＬ）面に対して垂直になるように設けられ
ていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載
の圧電トランス。
【請求項５】厚さＴ、幅Ｗ、長さＬ（Ｔ≦Ｗ≦Ｌ）の
直方体形状を有する圧電振動体の電極部分に電気的に接
続された接合電極面が前記圧電振動体の所定面に設けら
れ、前記接合電極面に弾性を有する接続端子の一部が接
合され、該接続端子が前記圧電振動体への電気的接続を
行なっている圧電トランスにおいて、前記圧電振動体の長さ方向の振動の腹となる一端面に接
合電極面を有し、該接合電極面に接合されている接続端子は、前記接合電
極面に対して平行な方向に延びる部分の中央部に前記接
合電極面に対して垂直な部分の一端が連結された形状を
なし、前記垂直部分の他端が前記接合電極面に接合さ
れ、前記平行方向に延びる部分の両端部が固定用の端部
をなすと共に、前記接合電極面との接合部分の中心点を
通る面に対して面対称な形状であり且つ前記端面を含む
仮想平面への射影が前記中心点に対して点対称である形
状を有し、前記圧電振動体の長さ方向の伸縮の力を垂直
に受けるバネ構造を有し、前記垂直部分の１次たわみ固
有振動周波数が前記圧電振動体の動作周波数よりも高い
値に設定されていると共に前記圧電振動体の長さ方向の
伸縮によって前記接合部に発生させる応力が前記接合部
の破壊強度よりも小さくなる弾性を有していることを特
徴とする圧電トランス。
【請求項６】前記接続端子の一端部が前記接合電極面
に対して接合材によって接合されており、該接合部分を
含む所定領域の表面に弾性を有する樹脂がコーティング
されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何
れかに記載の圧電トランス。