JP2003197996A - 圧電トランスおよび圧電トランス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷のインピーダンス変化に追随可能で、圧
電トランスの設計の自由度も高い圧電トランスを提案す
ることである。 【解決手段】 出力側の発電部を、入力側の励振部１１
を共通として、低い入力電圧周波数で励振し電極間静電
容量の小さい発電部１２ａと、高い入力電圧周波数で励
振し電極間静電容量の大きい発電部１２ｂとにより構成
し、負荷６のインピーダンスが高いうちは入力電圧周波
数を前者の発電部１２ａが励振する周波数とするととも
に発電部１２ａから出力電圧を取り出し、負荷６のイン
ピーダンスが低くなると、入力電圧周波数を後者の発電
部１２ｂが励振する周波数とするとともに発電部１２ｂ
から出力電圧を取り出すようにする。これにより必要な
出力インピーダンスに応じた発電部ごとの設計を可能と
し、また、励振部１１を共通とすることで、装置の大型
化を回避する。

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および
圧電トランス回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電セラミックの圧電効果を応用した圧
電トランスは、従来から高電圧電源に広く用いられてい
る。図１０に圧電トランスを有する圧電トランス回路の
一例を示す。圧電トランス９０は一般的なローゼン型の
もので、細長で平板状の圧電セラミック体９００の一方
の半部には、上下面に入力側の電極９０３，９０４が形
成されて励振部９０１が構成され、他方の半部には、そ
の端面に出力側の電極９０５が形成されて発電部９０２
が構成されている。圧電セラミック体９００は励振部９
０１で厚さ方向に分極され、発電部９０２では長さ方向
に分極されている（実開平６−５２１６１号公報等）。

【０００３】入力側電極９０３，９０４間に交流電源９
１を接続して交流電圧を印加すると、圧電セラミック体
９００で圧電セラミック体９００の長さ方向に伝搬する
弾性波が発生する。ここで、圧電セラミック体９００の
長さおよび入力側電極９０３，９０４間への印加電圧の
周波数を適当に選べば、圧電セラミック体９００が例え
ば１／２波長モードで共振振動し、発電部９０２の出力
側電極９０５に変圧された電圧が発生して負荷９２に出
力される。

【０００４】圧電トランス回路の適用例として、ノート
型パーソナルコンピュータのディスプレイ用の液晶表示
器のバックライトとして用いられる冷陰極管を点灯する
ための変圧回路がある。冷陰極管を点灯状態とするに
は、始めに数百Ｖの高電圧を印加し、冷陰極管で放電を
発生させて点灯を開始する。点灯開始後の定常点灯期間
には印加電圧を点灯開始時よりも下げる。

【０００５】圧電トランスの動作効率は負荷のインピー
ダンスの大きさによって異なる。すなわち、圧電トラン
スの出力インピーダンスと負荷のインピーダンスとが一
致するとき（マッチングインピーダンス）、最も効率よ
く変圧する。例えば、冷陰極管は点灯開始後にはおよそ
１００ｋΩのインピーダンスを示し、定常点灯期間に高
効率で動作させるには、このインピーダンスとマッチン
グするように圧電トランスの圧電セラミック体の形状等
を設計することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、冷陰極管は
点灯前にはインピーダンスが数ＭΩあり、定常点灯時に
インピーダンスマッチングするように設計すると、点灯
開始に必要な十分な出力電圧をとりだすのが困難で、圧
電トランスに負担がかかる。一方、点灯開始時のインピ
ーダンスに考慮するとすれば、点灯開始後に、効率よく
電気エネルギーを取り出すことができない。

【０００７】特に近年、圧電トランスを、蛍光灯やメタ
ルハライドランプのように点灯開始後にインピーダンス
が数百Ω以下まで低下する負荷に適用することが考えら
れており、かかる、インピーダンスの変化幅が大きい負
荷に対しては、適用がより困難である。このため、放電
に必要な出力電圧を確保し得る範囲内で、インピーダン
スが低下した後の効率を、ある程度犠牲にして折り合い
をつけるしかなかった。

【０００８】特開平９−１６２４５７号公報には、図１
０の圧電トランスと同様の構成で冷陰極管の点灯用に適
用した圧電トランス回路において、点灯開始前には、入
力電圧の周波数を、長手方向に進行する弾性波について
共振周波数となるように設定して長手方向の共振振動モ
ードで作動させ、点灯してからは、幅方向に進行する弾
性波について共振周波数となるように設定して幅方向の
共振振動モードで作動させ、負荷のインピーダンスが変
化しても効率よく電気エネルギーを取り出せるようにし
たものがある。

【０００９】図１０のような、圧電トランスが長方形の
ものでは、幅方向の共振振動モードの共振周波数が長手
方向の共振振動モードの共振周波数よりも高いものにな
る。一般的に、圧電トランスにおいて、入力電圧の角周
波数をω、出力側電極間の静電容量をＣとすると、圧電
トランスの出力インピーダンスＺはＺ＝１／（ωＣ）と
なるから、入力電圧の周波数で出力インピーダンスＺが
変化する。入力電圧の周波数が高くなると出力インピー
ダンスが低くなる。すなわち、前記特開平９−１６２４
５７号公報の技術では、圧電トランスの出力インピーダ
ンスが冷陰極管のインピーダンス低下に追随することに
なる。

【００１０】しかしながら、前記特開平９−１６２４５
７号公報の技術では、負荷のインピーダンスから要請さ
れる圧電トランスの共振周波数で、圧電トランスの長さ
および幅が制約を受けるので、設計の自由度が狭く、出
力電力等の他の要求仕様に対して十分に応えることがで
きない。

【００１１】また、点灯開始用、定常点灯用にそれぞれ
圧電トランスを用意することが考えられるが、徒に構成
を複雑化する。

【００１２】本発明は前記実情に鑑みなされたもので、
圧電トランスの出力インピーダンスを負荷のインピーダ
ンスの変化に追随可能で、圧電トランスの設計の自由度
も高い圧電トランスおよび圧電トランス回路を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、入力電圧が印加される入力側電極が圧電セラミック
体に形成されてなり、電気エネルギーを機械エネルギー
に変換する励振部と、該励振部と接合され、該励振部に
より励振して前記機械エネルギーを電気エネルギーに再
変換して圧電セラミック体に形成された出力側の電極か
ら出力電圧を取り出す発電部とからなる圧電トランスに
おいて、前記発電部を、前記励振部を共通として設けら
れた第１の種類の発電部および第２の種類の発電部とに
より構成し、かつ、前記第２の種類の発電部の出力側電
極間の静電容量と前記励振部により励振する周波数との
積が、前記第１の種類の発電部の出力側電極間の静電容
量と前記励振部により励振する周波数との積よりも大き
くなるようにする。

【００１４】圧電トランスの出力インピーダンスＺはＺ
＝１／（ωＣ）であるから、励振した方の発電部の出力
側電極から出力電圧をとりだせば、第２の種類の発電部
が励振したときの出力インピーダンスが、第１の種類の
発電部が励振したときの出力インピーダンスよりも低く
なる。これにより、出力インピーダンスが高低２段階に
切り換えられる。

【００１５】しかも、励振部が両発電部で共通であるか
ら、インピーダンスが変化する負荷に対してインピーダ
ンスマッチングをとるべく、出力インピーダンスが低側
の圧電トランスと出力インピーダンスが高側の圧電トラ
ンスとで構成したものに比して、励振部の入力側電極間
の静電容量を大きくすることができる。圧電トランスの
入力インピーダンスは、出力インピーダンスの場合のご
とく、入力側電極間の静電容量が大きくなれば小さくな
る。これにより、圧電トランスへの電力投入が、低電
圧、大電流となり、高い昇圧比を得ることができる。

【００１６】請求項２記載の発明では、請求項１の発明
の構成において、前記第２の種類の発電部が前記励振部
により励振する周波数が、前記第１の種類の発電部が前
記励振部により励振する周波数よりも高くなるようにす
る。

【００１７】前記インピーダンスの表式より知られるよ
うに、入力電圧の周波数が高いほどインピーダンスは小
さくなる。第２の種類の発電部が励振する周波数を第１
の発電部が励振する周波数よりも高くすることで、第２
の種類の発電部から出力電圧を取り出す際の出力インピ
ーダンスを第１の発電部から出力電圧を取り出す際の出
力インピーダンスよりも低くするのに、静電容量のとり
得る幅が拡大する。これにより、インピーダンスの変化
幅が大きい負荷への適用が容易になる。

【００１８】請求項３記載の発明では、請求項２の発明
の構成において、前記第１、第２の種類の発電部をそれ
ぞれ、その圧電セラミック体が、前記励振部との接合面
から、該接合面に対して直交する方向に伸出し、前記第
２の種類の発電部の圧電セラミック体の伸出方向の大き
さを、第１の種類の発電部の圧電セラミック体の伸出方
向の大きさよりも小さくする。

【００１９】励振部および発電部を該発電部の前記伸出
方向に進行する弾性波が定在波を生成する共振振動によ
り発電部が励振する場合には、伸出方向の大きさが第１
の種類の発電部よりも小さい第２の種類の発電部の方
が、その分、共振周波数が高くなる。これにより、第２
の種類の発電部が励振する周波数を第１の種類の発電部
が励振する周波数よりも高くすることができる。

【００２０】請求項４記載の発明では、請求項１ないし
３の発明の構成において、前記第２の種類の発電部の出
力側電極間の静電容量を、前記第１の種類の発電部の出
力側電極間の静電容量よりも大きくする。

【００２１】前記インピーダンスの表式より知られるよ
うに、出力側電極間の静電容量が大きいほど出力インピ
ーダンスは小さくなる。第２の種類の発電部の出力側電
極間の静電容量を第１の種類の発電部の出力側電極間の
静電容量よりも大きくすることで、第２の種類の発電部
から出力電圧を取り出す際の出力インピーダンスを第１
の種類の発電部から出力電圧を取り出す際の出力インピ
ーダンスよりも低くするのに、入力電圧の周波数のとり
得る幅が拡大する。これにより、インピーダンスの変化
幅が大きい負荷への適用が容易になる。

【００２２】請求項５記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記第１、第２の種類の発電部をそれ
ぞれ、前記励振部との接合面から、該接合面に対して直
交する方向に圧電セラミック体が伸出するとともに伸出
方向に分極され、該圧電セラミック体の表面に１対の出
力側の電極が前記伸出方向に間隔をおいて配置された構
造とし、前記第２の種類の発電部の圧電セラミック体の
伸出方向の大きさを、第１の種類の発電部の圧電トラン
スの伸出方向の大きさよりも小さくする。

【００２３】出力側電極間の静電容量は出力側電極間の
間隔が狭いほど大きくなるから、圧電セラミック体の伸
出方向の大きさが第１の種類の発電部よりも小さい第２
の種類の発電部の方が、その分、静電容量が大きくな
る。これにより、第２の種類の発電部の出力側電極間の
静電容量を第１の種類の発電部の出力側電極間の静電容
量よりも高くすることができる。

【００２４】請求項６記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記第１、第２の種類の発電部をそれ
ぞれ、圧電セラミック体が、励振部との接合面から該接
合面に対して直交する方向に伸出し前記接合面の方向を
厚さ方向とする平板状とし、第１の種類の発電部の圧電
セラミックを前記伸出方向に分極するとともに、その表
面には出力側電極を伸出方向に配置し、前記第２の種類
の発電部の圧電セラミック体をその厚さ方向に分極する
とともに、その表面には、圧電セラミック体をその厚さ
方向に挟んで対向する出力側電極を配置する。

【００２５】第１の種類の発電部の出力側電極は圧電セ
ラミック体の伸出方向に間隔をおいて配置されているの
で、配置方向に圧電セラミック体を長くすることで、静
電容量を小さくするとともに、前記配置方向に進行する
弾性波による共振振動の共振周波数を低くすることがで
きる。一方、第２の種類の発電部は出力側電極を薄板状
の圧電セラミック体を挟んで前記厚さ方向に対向してい
るので、相対的に静電容量を大きくするのが容易であ
る。

【００２６】請求項７記載の発明では、請求項４の発明
の構成において、前記第２の種類の発電部を、前記励振
部との接合面に対して直交する方向に圧電セラミック体
と出力側電極とが交互に積層し、前記圧電セラミック体
が相隣れる層で逆方向となるように前記積層方向に分極
された構造とする。

【００２７】各層に圧電セラミック体とこれを挟む電極
とからなるコンデンサ構造が形成される。これを並列接
続することで、発電部の静電容量は増大する。また、積
層構造をとることで、各圧電セラミック体の厚さは相対
的に薄いものになり、各コンデンサの単位構造の静電容
量も大きくなる。したがって、積層数に応じて、発電部
の出力側電極間の静電容量を大きくするのが容易であ
る。

【００２８】請求項８記載の発明では、請求項１ないし
６の発明の構成において、前記第１の種類の発電部が励
振するときと第２の種類の発電部が励振するときとの両
方で、予め設定した所定位置が節となるように、発電部
の伸出方向の大きさを設定する。

【００２９】これにより、圧電トランスにおける共振状
態が切り換わっても、圧電トランスの機械振動が阻害さ
れず、機械振動を電気エネルギーとして効率よく取り出
すことができる。

【００３０】請求項９記載の発明では、請求項８の発明
の構成において、前記第１、第２の種類の発電部をそれ
ぞれ、その圧電セラミック体が、前記励振部との接合面
から、励振部を挟んで両方に、前記接合面に対して直交
する方向に伸出する構成とし、第１、第２の種類の発電
部の前記伸出方向の大きさを、２つの第１の種類の発電
部の先端面の中間位置と、２つの第２の種類の発電部の
先端面の中間位置とが略一致する大きさとする。

【００３１】励振部および発電部を該発電部の前記伸出
方向に進行する弾性波が定在波を生成する共振振動によ
り発電部が励振する場合において、入力電圧の周波数
を、第１の種類の発電部を励振するときと第２の種類の
発電部を励振するときとのいずれにおいても前記共振振
動が奇数次の共振振動となるように設定すれば、前記中
間位置が、第１の種類の発電部が励振するときにおいて
も第２の種類の発電部が励振するときにおいても節とな
る。これにより、圧電トランスの形状の自由度が広くな
る。

【００３２】請求項１０記載の発明では、入力電圧が印
加される入力側電極が圧電セラミック体に形成されてな
り、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する励振部
と、該励振部と接合され、該励振部により励振して前記
機械エネルギーを電気エネルギーに再変換して圧電セラ
ミック体に形成された出力側の電極から出力電圧を取り
出す発電部とからなる圧電トランスと、前記入力側電極
間に入力電圧を印加する交流電源とを具備する圧電トラ
ンス回路において、前記発電部を、前記励振部を共通と
して設けられ、該励振部により励振する周波数と出力側
電極間の静電容量とが異なる第１の種類の発電部および
第２の種類の発電部とにより構成し、かつ、前記第２の
種類の発電部の出力側電極間の静電容量と前記励振部に
より励振する周波数との積が、前記第１の種類の発電部
の出力側電極間の静電容量と前記励振部により励振する
周波数との積よりも大きくし、前記交流電源を、前記入
力電圧の周波数が、前記第１の種類の発電部が前記励振
部により励振する第１の周波数と前記第２の発電部が前
記励振部により励振する第２の周波数とに切り換え自在
に構成された電源により構成し、前記出力電圧を取り出
す発電部として、前記第１の種類の発電部または第２の
種類の発電部のいずれかに切り換える切り換え手段を具
備する構成とする。

【００３３】入力電圧の周波数を第１の周波数とすれば
第１の種類の発電部が励振し、入力電圧の周波数を第２
の周波数とすれば第２の種類の発電部が励振する。そし
て、切り換え手段により、入力電圧の周波数が第１の周
波数のときに第１の種類の発電部の出力側電極が負荷と
接続され、入力電圧の周波数が第２の周波数のときに第
２の種類の発電部の出力側電極が負荷と接続される。励
振した方の発電部の出力側電極から出力電圧をとりだせ
ば、そのとき、圧電トランスの出力インピーダンスＺは
Ｚ＝１／（ωＣ）であるから、第１の周波数のときの出
力インピーダンスよりも第２の周波数のときの出力イン
ピーダンスの方が低くなる。これにより、出力インピー
ダンスが高低２段階に切り換えられる。

【００３４】しかも、励振部が両発電部で共通であるか
ら、インピーダンスが変化する負荷に対してインピーダ
ンスマッチングをとるべく、出力インピーダンスが低側
の圧電トランスと出力インピーダンスが高側の圧電トラ
ンスとで構成したものに比して、励振部の入力側電極間
の静電容量を大きくすることができる。圧電トランスの
入力インピーダンスは、出力インピーダンスの場合のご
とく、入力側電極間の静電容量が大きくなれば小さくな
る。これにより、交流電源からの圧電トランスへの電力
投入が、低電圧、大電流となり、高い昇圧比を得ること
ができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に本発明の
第１実施形態になる圧電トランス回路の構成を示す。圧
電トランス回路は圧電トランス１を備え、圧電トランス
１を介して、交流電源である駆動回路５１からの入力電
圧を変圧して負荷であるメタルハライドランプ６に出力
するようになっている。

【００３６】圧電トランス１は、圧電セラミック板２
が、圧電セラミック体である長方形の部分２１と、圧電
セラミック体である２つの長さの異なる等幅で帯状の部
分２２ａ，２２ｂとからなり、帯状部分２２ａ，２２ｂ
は、長方形部分２１の長辺側の側面２０１から、該側面
２０１に対して直交する方向に伸びている。圧電セラミ
ック体２の長方形部分２１および帯状部分２２ａ，２２
ｂは、例えば、平板状の圧電セラミック材を、互いに平
行に伸びる２つの直線部分の長さが異なる略コ字状に裁
断したものから一体的に得られる。

【００３７】圧電セラミック板２の長方形部分２１の上
下面には入力側の電極３１，３２が圧電セラミック板２
を挟んで全面に形成してある。入力側電極３１，３２に
は駆動回路５１が接続してある。

【００３８】圧電セラミック板２の帯状部分２２ａ，２
２ｂの先端面２０３ａ，２０３ｂにはそれぞれ出力側の
電極４ａ，４ｂが形成してある。

【００３９】圧電セラミック板２はその厚さ方向に分極
してある。分極は長方形部分２１では入力側電極３１，
３２間から厚さ方向に所定の直流電圧を印加してなさ
れ、帯状部分２２ａ，２２ｂでは出力側電極４ａ，４ｂ
と入力側電極３１，３２との間から、それぞれ、帯状部
分２２ａ，２２ｂの長手方向に所定の直流電圧を印加し
てなされる。

【００４０】これにより、圧電セラミック板２の長方形
部分２１には、入力側電極３１，３２からの電気エネル
ギーを機械エネルギーに変換する励振部１１が構成さ
れ、圧電セラミック板２の帯状部分２２ａ，２２ｂに
は、１対１に対応して、機械エネルギーを電気エネルギ
ーに再変換する第１の種類の発電部１２ａ、第２の種類
の発電部１２ｂが構成される（以下、適宜、発電部１２
ａを点灯開始用の発電部１２ａといい、発電部１２ｂを
定常点灯用の発電部１２ｂという）。

【００４１】また、圧電セラミック板２の励振部１１側
の側面２０２は固定用部材７に接着剤等により固定され
ている。

【００４２】点灯開始用の発電部１２ａの出力側電極４
ａと定常点灯用の発電部１２ｂの出力側電極４ｂとは、
スイッチ５２を介してメタルハライドランプ６と接続さ
れるようになっており、励振した点灯開始用発電部１２
ａまたは定常点灯用発電部１２ｂのいずれかからの出力
電圧がメタルハライドランプ６に印加される。

【００４３】駆動回路５１は圧電トランス１への入力電
圧の周波数が第１の周波数ｆ1 と第２の周波数ｆ2 とに
切り換え自在に構成されている。これは電圧制御発振器
等を用いて構成し得る。

【００４４】駆動回路５１の周波数切り換えとスイッチ
５２の切り換えとは連動しており、第１の周波数ｆ1 の
ときスイッチ５２は点灯開始用発電部１２ａ側に切り換
えられ（第１の状態）、第２の周波数ｆ2 のときスイッ
チ５２は定常点灯用発電部１２ｂ側に切り換えられる
（第２の状態）。

【００４５】前記周波数ｆ1 ，ｆ2 がとる値とともに、
本圧電トランス回路の作動について説明する。駆動回路
５１からの入力電圧で圧電トランス１に機械振動が生
じ、この内部を弾性波が進行する。ここで、弾性波のう
ち、横効果により発電部１２ａ，１２ｂの長手方向に進
行する弾性波は、該形成面２０３ａ，２０３ｂと背向す
る、固定用部材７との接着面２０２と、出力側電極４
ａ，４ｂの形成面２０３ａ，２０３ｂとで反射するか
ら、弾性波の周波数すなわち入力電圧の周波数を適当に
選べば、弾性波は定在波となり、発電部１２ａ，１２ｂ
のいずれかが励振する共振振動が発生する（以下、適
宜、固定用部材７との接着面２０２を励振部側の境界面
２０２といい、出力側電極４ａ，４ｂの形成面２０３
ａ，２０３ｂを点灯開始用発電部側の境界面２０３ａ、
定常点灯用発電部側の境界面２０３ｂという）。

【００４６】励振部側の境界面２０２と点灯開始用発電
部側の境界面２０３ａとの距離（以下、適宜、圧電トラ
ンスの第１の長さという）をＬ1 とし、圧電セラミック
板２の内部における弾性波の伝搬速度をｖとして、第１
の周波数ｆ1 を、ｆ1 ＝ｖ／４Ｌ1 とすれば、図２の中
段に示すように、励振部１１および点灯開始用発電部１
２ａにおいて、固定された励振部側の境界面２０２を節
とする１／４波長モードの共振振動となる。

【００４７】一方、励振部側の境界面２０２と定常点灯
用発電部側の境界面２０３ｂとの距離（以下、適宜、圧
電トランスの第２の長さという）をＬ2 として、第２の
周波数ｆ2 を、ｆ2 ＝ｖ／４Ｌ2 とすれば、図２の下段
に示すように、励振部１１および定常点灯用発電部１２
ｂにおいて、固定された励振部側の境界面２０２を節と
する１／４波長モードの共振振動となる。

【００４８】Ｌ1 ＞Ｌ2 であり、第２の周波数ｆ2 の方
が第１の周波数ｆ1 よりも高い（ｆ1 ＜ｆ2 ）。また、
励振部１１の入力側電極３１，３２は発電部の出力側電
極として機能しており、出力側電極４ａ，４ｂと入力側
電極３１，３２との間隔は発電部１２ａ，１２ｂの電極
間の静電容量を規定するが、定常点灯用発電部１２ｂの
出力側電極４ｂと入力側電極３１，３２との間隔の方が
点灯開始用発電部１２ａの出力側電極４ａと入力側電極
３１，３２との間隔よりも短いから、電極間の静電容量
は定常点灯用発電部１２ｂの方が点灯開始用発電部１２
ａよりも大きい。したがって、定常点灯用発電部１２ｂ
から出力電圧を取り出す第２の状態のときの圧電トラン
ス１の出力インピーダンスの方が、点灯開始用発電部１
２ａから出力電圧を取り出す第１の状態のときの圧電ト
ランス１の出力インピーダンスよりも小さくなる。

【００４９】したがって、メタルハライドランプ６の点
灯開始前には、入力電圧の周波数がｆ1 で点灯開始用発
電部１２ａの出力側電極４ａとメタルハライドランプ６
とが接続される第１の状態としておき、メタルハライド
ランプ６のインピーダンスが低下し定常点灯に移行する
点灯後には、入力電圧の周波数をｆ2 に切り換えるとと
もにスイッチ５２を定常点灯用発電部１２ｂ側に切り換
えて第２の状態とすることで、メタルハライドランプ６
のインピーダンスの低下に追随して、圧電トランス１の
出力インピーダンスを低下せしめることができる。

【００５０】図３は、図１０の圧電トランスにおいて、
圧電セラミック体の幅と厚さをそのままに発電部の長さ
をＡ，Ｂ，Ｃの３水準（Ａ：Ｂ：Ｃ＝２０：６：１）に
振って、負荷抵抗と出力電力との関係を理論計算した結
果を示すものである。Ａ〜Ｃのいずれの場合も、マッチ
ングインピーダンスとなる負荷抵抗のときに出力電力が
ピーク値をとり、マッチングインピーダンスから離れる
にしたがって出力電力が低下する特性を示す。そして、
前記のごとく発電部の長さが短いほど発電部の電極間静
電容量が大きくなって、圧電トランスの出力インピーダ
ンスが小さくなるから、マッチングするインピーダンス
値が低くなる。また、これにより、小さな負荷インピー
ダンスに対する出力電力が高くなる。

【００５１】したがって、本実施形態のように、点灯前
には点灯開始用発電部１２ａを励振せしめることで圧電
トランス１の出力インピーダンスを高くして、インピー
ダンスに応じた調圧作用により、メタルハライドランプ
６の点灯開始に必要な高電圧が得られ、点灯開始後の定
常点灯においては、定常点灯用発電部１２ｂを励振せし
めることで、圧電トランス１の出力インピーダンスを低
くして、十分な出力電力をメタルハライドランプ６に供
給することができる。

【００５２】なお、前記のごとくメタイルハライドラン
プ６はインピーダンスが数ＭΩから数百Ωまで実に４桁
ほど低下するので、点灯開始用発電部１２ａ、定常点灯
用発電部１２ｂの電極間静電容量、点灯開始用発電部１
２ａ、定常点灯用発電部１２ｂが励振するときの共振周
波数は、定常点灯用発電部１２ｂが点灯開始用発電部１
２ａに対して１０倍以上となるように設定するのが望ま
しい。

【００５３】しかも、点灯開始用発電部１２ａと定常点
灯用発電部１２ｂとは、これを励振する励振部１１が共
通になるので、出力インピーダンスの高い圧電トランス
とこれと別体で出力インピーダンスの低い圧電トランス
とにより構成するよりも、励振部１１が共通になる分、
励振部１１を平面形状の大きなものとすることが可能と
なる。これにより、入力側電極３１，３２の面積を大き
くとって、圧電トランス１の入力インピーダンスを小さ
くすることにより、低電圧、大電流で電力を圧電トラン
ス１に投入することが可能となる。これにより、昇圧比
を高くすることができる。

【００５４】また、圧電トランス１を励振部１１側の境
界面２０２で固定用部材７に固定して１／４波長モード
の共振振動としているので、第１、第２の状態のいずれ
においても、前記励振部１１側の境界面２０２が節とな
る。これにより、振動を阻害せず、効率よく変圧するこ
とができる。また、１／４波長モードの共振振動とする
ことで、第１、第２の状態のいずれにおいても固定位置
が前記励振部１１側の境界面２０２でよく、圧電トラン
ス１の形状等について設計の自由度が広い。

【００５５】なお、図例のものでは、圧電セラミック板
２の帯状部分２２ａ，２２ｂの幅が点灯開始用発電部１
２ａと定常点灯用発電部１２ｂとで同じであるが、これ
に限られない。これを図４に示す。図中、第１実施形態
と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付してい
る。圧電トランス１Ａの圧電セラミック板２Ａは、第２
の帯状部分２２ｂＡの幅Ｗ2 を第１の帯状部分２２ａＡ
の幅Ｗ1 よりも広くしてあり、定常点灯用発電部１２ｂ
Ａの出力側電極４ｂＡの面積を点灯開始用発電部１２ａ
Ａの出力側電極４ａＡよりも広くとるようにしてもよ
い。これにより、定常点灯用発電部１２ｂＡの電極間の
静電容量が点灯開始用発電部１２ａＡの電極間の静電容
量に比してより大きくなり、インピーダンスの変化幅の
大きい負荷に対してより好適に適用することができる。

【００５６】（第２実施形態）図５に本発明の第２実施
形態になる圧電トランス回路を示す。図中、第１実施形
態と同じ番号を付した部分には同じ番号を付して第１実
施形態との相違点を中心に説明する。

【００５７】圧電トランス１Ｂは、第１実施形態の構成
において定常点灯用発電部を別のものに代えたものであ
る。圧電トランス１Ｂの圧電セラミック板２Ｂは第１実
施形態と同じ形状のもので、定常点灯用発電部１２ｂＢ
を構成する短い方の帯状部分２２ｂＢの上下面に圧電セ
ラミック板２Ｂを挟んで対向する出力側の電極４１Ｂ，
４２Ｂが形成してある。出力側電極４１Ｂ，４２Ｂは圧
電セラミック板２Ｂの帯状部分２２ｂＢの上面、下面の
略全面を覆って長方形に形成されている。圧電セラミッ
ク板２Ｂの同じ面に形成される出力側電極４１Ｂと入力
側電極３１との間、出力側電極４２Ｂと入力側電極３２
との間には、これらの間の絶縁を確保すべく帯状に電極
の非形成部が設けられている。

【００５８】圧電セラミック板２Ｂは、出力側電極４１
Ｂ，４２Ｂ間がその厚さ方向に分極せしめてある。分極
は、出力側電極４１Ｂ，４２Ｂ間に直流電圧を印加する
ことでなされる。

【００５９】かかる構成によれば、圧電セラミック板２
Ｂの帯状部分２２ｂＢの先端面に出力側電極が形成され
た第１実施形態に比して、さらに、出力側電極の面積を
大きくとり易く、さらに定常点灯用発電部の電極間の静
電容量を大きくすることができる。これにより、インピ
ーダンスの変化幅の大きな負荷に対して好適に適用する
ことができる。

【００６０】（第３実施形態）図６に本発明の第３実施
形態になる圧電トランス回路を示す。図中、第１実施形
態と同じ番号を付した部分には同じ番号を付して第１実
施形態との相違点を中心に説明する。

【００６１】圧電トランス１Ｃは、第１実施形態の構成
において定常点灯用の発電部を別のものに代えたもので
ある。圧電トランス１Ｃには、前記各実施形態の圧電セ
ラミック体から短い方の帯状部分を省いた形状の圧電セ
ラミック板２Ｃ０を有しており、その、励振部１１を構
成する長方形部分２１の側面２０１から帯状部分２２ａ
が突出して、点灯開始用発電部１２ａを構成している。

【００６２】圧電セラミック板２Ｃ０の側面２０１から
は、該側面２０１と直交する方向すなわち帯状部分２２
ａの長手方向に薄板状の圧電セラミック体２Ｃ１，２Ｃ
２と出力側の電極４１Ｃ，４２Ｃとが繰り返し交互に積
層している。図７にこの積層構造を示す。圧電セラミッ
ク体２Ｃ１，２Ｃ２と出力側電極４１Ｃ，４２Ｃとは、
ともに平面形状が長方形で、大きさも略同じである。出
力側電極４１Ｃ，４２Ｃの縦辺の長さが圧電セラミック
体２Ｃ１，２Ｃ２の縦辺の長さよりも僅かに短くしてあ
り、前記のごとく積層した状態において、圧電セラミッ
ク体２Ｃ１，２Ｃ２の表面に、一方の短辺に沿って帯状
の電極非形成部が設けられるようになっている。

【００６３】圧電セラミック体２Ｃ１，２Ｃ２は、図７
中、左側に電極非形成部が位置するもの２Ｃ１と、右側
に電極非形成部が位置するもの２Ｃ２とが交互に積層
し、積層体の１つの側面側と、その背向する側面側とに
電極非形成部が交互に位置するようになっている。

【００６４】かかる積層体は、例えば、圧電トランスや
ピエゾアクチュエータの一般的な製造方法であるグリー
ンシート法により製造し得る。すなわち、ＰＺＴ等の圧
電セラミックシートを所定の形状に裁断して圧電セラミ
ック体２Ｃ１，２Ｃ２を用意し、これの表面に出力側電
極４１Ｃ，４２Ｃをスクリーン印刷により形成する。そ
の後、出力側電極４１Ｃ，４２Ｃが形成された圧電セラ
ミック体２Ｃ１，２Ｃ２を重ね、焼成する。

【００６５】前記積層体にはまた、前記側面のそれぞれ
に積層方向を長手方向とする帯状の第１、第２の外部電
極４３Ｃ，４４Ｃが形成してあり、出力側電極４１Ｃ，
４２Ｃとの導通をとるようになっている。外部電極４３
Ｃ，４４Ｃは銀ペースト等の塗布により形成され、前記
積層体の側面に電極非形成部が位置していない層の電極
４１Ｃ，４２Ｃが互いに導通する。したがって、各層の
圧電セラミック体２Ｃ１，２Ｃ２は、第１の外部電極４
３Ｃと導通する出力側電極４１Ｃと第２の外部電極４４
Ｃと導通する出力側電極４２Ｃとで挟まれたコンデンサ
構造をなし、各層が外部電極４３Ｃ，４４Ｃを介して並
列接続となる。

【００６６】第１の外部電極４３Ｃは前記スイッチ５２
を介してメタルハライドランプ６と接続される。第２の
外部電極４４Ｃは接地され、メタルハライドランプ６の
他方の極と導通している。

【００６７】圧電セラミック体２Ｃ１，２Ｃ２はその厚
さ方向に分極せしめてある。分極は、外部電極４３Ｃ，
４４Ｃ間に所定の直流電圧を印加することでなされる。
したがって、隣れる層の圧電セラミック体２Ｃ１と圧電
セラミック体２Ｃ２とは分極方向が逆である。

【００６８】このように、定常点灯用発電部１２ｂＣの
各層が並列接続することで、積層数に応じて出力側電極
４１Ｃ，４２Ｃの総面積は広く、積層する分、相対的に
圧電セラミック体２Ｃ１，２Ｃ２の厚さが薄くなるの
で、定常点灯用発電部１２ｂＣの電極間の静電容量が大
きくなる。

【００６９】そして、定常点灯用発電部１２ｂＣの積層
方向の大きさを、点灯開始用発電部１２ａの長さよりも
短くすることで、定常点灯用発電部１２ｂＣが励振する
ときの共振周波数が、点灯開始用発電部１２ａが励振す
るときの共振周波数よりも高くなる。

【００７０】したがって、定常点灯用発電部１２ｂＣの
外部電極４３Ｃ，４４Ｃから出力電圧を取り出す第２の
状態において、入力電圧の周波数を定常点灯用発電部１
２ｂＣが励振するときの共振周波数とすれば、点灯開始
用発電部１２ａから出力電圧を取り出すようにした場合
よりも、圧電トランス１Ｃの出力インピーダンスを低く
することができる。

【００７１】（第４実施形態）図８に本発明の第４実施
形態になる圧電トランス回路を示す。図中、第１実施形
態と同じ番号を付した部分には同じ番号を付して第１実
施形態との相違点を中心に説明する。

【００７２】圧電トランス１Ｄの圧電セラミック板２Ｄ
は、第１実施形態のように長方形部分の一方の側面から
のみ帯状部分が伸びているのではなく、長方形部分２１
の背向する側面２０１，２０２の両方から、長方形部分
２１を挟んで対称に、帯状部分２２１ａＤ，２２２ａ
Ｄ，２２１ｂＤ，２２２ｂＤが伸びている。圧電セラミ
ック板２Ｄは圧電セラミックのシートを略Ｈ字状に裁断
すること等で得られる。

【００７３】各帯状部分２２１ａＤ〜２２２ｂＤの先端
面にはそれぞれ出力側の電極４１ａＤ，４２ａＤ，４１
ｂＤ，４２ｂＤが形成してあり、４つの発電部１２１ａ
Ｄ，１２２ａＤ，１２１ｂＤ，１２２ｂＤが構成されて
いる。長い帯状部分２２１ａＤ，２２２ａＤに構成され
る発電部が点灯開始用の発電部１２１ａＤ，１２２ａＤ
で、短い帯状部分２２１ｂＤ，２２２ｂＤに構成される
発電部が定常点灯用の発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤで
ある。

【００７４】点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤ
の２つの出力側電極４１ａＤ，４２ａＤ、定常点灯用発
電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤの２つの出力側電極４１ｂ
Ｄ，４２ｂＤはそれぞれ互いにリード線５３ａ，５３ｂ
により導通し、スイッチ５２を介してメタルハライドラ
ンプ６と接続される。そして、スイッチ５２の切り換え
位置により、メタルハライドランプ６が、点灯開始用発
電部１２１ａＤ，１２２ａＤの２つの出力側電極４１ａ
Ｄ，４２ａＤまたは定常点灯用発電部１２１ｂＤ，１２
２ｂＤの２つの出力側電極４１ｂＤ，４２ｂＤのいずれ
かと接続される。

【００７５】圧電セラミック板２Ｄは、出力側電極４１
ａＤ，４２ａＤと入力側電極３１，３２との間、出力側
電極４１ｂＤ，４２ｂＤと入力側電極３１，３２との間
がそれぞれ、帯状部分２２１ａＤ，２２２ａＤ，２２１
ｂＤ，２２２ｂＤの長手方向に分極せしめてある。ここ
で、点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤの出力側
電極４１ａＤ，４２ａＤは、また、定常点灯用発電部１
２１ｂＤ，１２２ｂＤの出力側電極４１ｂＤ，４２ｂＤ
は、それぞれ分極時には同極となるように分極用の直流
電源と接続され、２つの点灯開始用発電部１２１ａＤ，
１２２ａＤ、２つの定常点灯用発電部１２１ｂＤ，１２
２ｂＤがそれぞれ、同相でメタルハライドランプ６への
出力電圧を発生するようになっている。

【００７６】駆動回路５１Ｄは、周波数切り換え自在
で、第１の周波数ｆ3 は、前記圧電セラミック板２Ｄ
の、点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤの出力側
電極４１ａＤ，４２ａＤの形成面２０３１ａ，２０３２
ａ間の距離（以下、適宜、圧電トランスの第１の長さと
いう）をＬ3 として、ｆ3 ＝ｖ／（２Ｌ3 ）とし、第２
の周波数ｆ4 は、前記圧電セラミック板２Ｄの、定常点
灯用発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤの出力側電極４１ｂ
Ｄ，４２ｂＤの形成面２０３１ｂ，２０３２ｂ間の距離
（以下、適宜、圧電トランスの第２の長さという）をＬ
4 として、ｆ4 ＝ｖ／（２Ｌ4 ）とする。第１の周波数
ｆ3 のときにはスイッチ５２は点灯開始用発電部１２１
ａＤ，１２２ａＤ側に切り換えられ、第２の周波数ｆ4
のときにはスイッチ５２は定常点灯用発電部１２１ｂ
Ｄ，１２２ｂＤ側に切り換えられる。

【００７７】これにより、図９に示すように、第１の周
波数ｆ3 のときには、点灯開始用発電部１２１ａＤ，１
２２ａＤが１／２波長モードで励振し、点灯開始用発電
部１２１ａＤ，１２２ａＤの出力側電極４１ａＤ，４２
ａＤから高い出力インピーダンスで出力電圧がメタルハ
ライドランプ６に印加される。一方、第２の周波数ｆ4
のときには、定常点灯用発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤ
が１／２波長モードで励振し、定常点灯用発電部１２１
ｂＤ，１２２ｂＤの出力側電極４１ｂＤ，４２ｂＤから
低い出力インピーダンスで出力電圧がメタルハライドラ
ンプ６に印加される。

【００７８】また、本実施形態の構成によれば、第１の
周波数ｆ3 、第２の周波数ｆ4 のいずれのときも、１／
２波長モードの共振振動であり、図９より知られるよう
に、節位置が励振部１１の中央部に位置している。した
がって、圧電トランス１Ｄを励振部１１の中央部位置で
支持すれば、駆動周波数が切り換わっても、圧電トラン
ス１Ｄの振動を阻害せず、圧電トランス１Ｄにおける変
圧の効率が減じられるのを防止することができる。

【００７９】なお、この効果は、点灯開始前後で所定の
位置が節位置となるように、圧電トランス１Ｄの形状や
入力電圧の周波数を設定して当該位置において圧電トラ
ンスを支持するようにすれば得られるが、共振振動が点
灯開始前後のいずれにおいても奇数次の共振振動となる
ように入力電圧の周波数を設定すれば、励振部１１の中
心部が節となるから、設計の自由度が広がる。

【００８０】なお、点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２
２ａＤ、定常点灯用発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤのぞ
れぞれにおいて、一方の発電部１２１ａＤと他方の発電
部１２２ａＤとで、一方の発電部１２１ｂＤと他方の発
電部１２２ｂＤとで圧電セラミック体２Ｄの分極方向
は、励振部１１を挟んで対称であるが、励振部１１に対
して逆方向を向くようにして、点灯開始用発電部１２１
ａＤ，１２２ａＤの両出力側電極４１ａＤ，４２ａＤ
間、定常点灯用発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤの両出力
側電極４１ｂＤ，４２ｂＤ間からメタルハライドランプ
６への出力電圧を取り出すようにしてもよい。この場
合、点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤ間、定常
点灯用発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤ間はそれぞれ直列
接続となるから、合成静電容量が小さくなり、出力イン
ピーダンスが高くなって、出力電圧を高くすることがで
きる。点灯開始用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤについ
てのみかかる直列接続とすれば、その出力側電極４１ａ
Ｄ，４２ａＤ間から出力電圧を取り出すときのみ、圧電
トランスの出力インピーダンスをより高くすることがで
き、インピーダンス変化幅のより大きな負荷に良好に適
用することができる。

【００８１】また、入力側電極３２は接地され、メタル
ハライドランプ６の接地されている側の内部電極と接続
されるようになっており、実質的に出力側電極としても
機能しているが、圧電セラミック体２Ｄの帯状部分２２
１ａＤ〜２２２ｂＤの全周に、入力側電極３１，３２に
近接して環状電極を形成して専用の出力側電極とするの
もよい。

【００８２】この場合は、分極方向が励振部１１を挟ん
で対称であっても、２つの点灯開始用発電部同士、定常
点灯用発電部同士をそれぞれ直列接続とすることができ
る。

【００８３】また、直列接続とする場合には、点灯開始
用発電部１２１ａＤ，１２２ａＤが、また、定常点灯用
発電部１２１ｂＤ，１２２ｂＤが励振部１１を挟んで対
称に構成されている必要はなく、励振部１１の両側で非
対称でもよい。この場合、２つの点灯開始用発電部の先
端面である出力側電極の形成面の中間位置と、２つの定
常点灯用発電部の先端面である出力側電極の形成面の中
間位置とが略一致するように、励振部の側面からの伸出
量を設定する。

【００８４】励振部および発電部を該発電部の前記伸出
方向に進行する弾性波が定在波を生成する共振振動によ
り発電部が励振する場合において、入力電圧の周波数
を、第１の種類の発電部を励振するときと第２の種類の
発電部を励振するときとのいずれにおいても前記共振振
動が奇数次の共振振動となるように設定すれば、前記中
間位置が、第１の種類の発電部が励振するときにおいて
も第２の種類の発電部が励振するときにおいても節とな
る。これにより、圧電トランスの形状の自由度が広くな
る。

【００８５】なお、前記各実施形態では、点灯後の入力
電圧の周波数を点灯前の入力電圧の周波数よりも高くし
ているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、点
灯後の入力電圧の周波数の方が低くともよく、入力電圧
の周波数と発電部の電極間の静電容量との積が点灯後に
増大するようになっておればよい。圧電トランスの出力
インピーダンスの表式より知られるように、入力電圧の
周波数と発電部の電極間の静電容量との積が大きいほ
ど、圧電トランスの出力インピーダンスが小さい値をと
るからである。

【００８６】したがって、逆に、点灯後の入力電圧の周
波数を点灯前の入力電圧の周波数よりも相当程度高くす
れば、点灯後に出力電圧を取り出す発電部の電極間の静
電容量が、点灯前に出力電圧を取り出す発電部の電極間
の静電容量よりも小さくともよい。

【００８７】また、前記各実施形態において、駆動回路
は周波数を点灯前後で切り換えるようにしているが、周
波数が固定でもよい。この場合、発電部の電極間の静電
容量を、点灯開始用発電部よりも定常点灯用発電部の方
が大きくなるようにする。この場合、例えば、前記圧電
トランスの第１の長さ、第２の長さを同じにすることに
なるが、図４のように出力側電極の面積を違えたり、図
５のように定常点灯用発電部を圧電セラミック体の厚さ
方向に出力側電極が対向する構造としたり、図６のよう
な積層構造において積層数を違えたり（図例では点灯開
始用発電部は１層である）すれば静電容量を違えること
ができる。

【００８８】また、本発明は、メタルハライドランプの
駆動用に限らず、他の用途にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態になる圧電トランスおよ
び圧電トランス回路の構成図である。

【図２】前記圧電トランスにおける振動状態を示す図で
ある。

【図３】圧電トランス回路の特性を示すグラフである。

【図４】前記第１実施形態の変形例を示す圧電トランス
および圧電トランス回路の構成図である。

【図５】本発明の第２実施形態になる圧電トランスおよ
び圧電トランス回路の構成図である。

【図６】本発明の第３実施形態になる圧電トランスおよ
び圧電トランス回路の構成図である。

【図７】前記圧電トランスの一部の分解斜視図である。

【図８】本発明の第４実施形態になる圧電トランスおよ
び圧電トランス回路の構成図である。

【図９】前記圧電トランスにおける振動状態を示す図で
ある。

【図１０】従来の圧電トランスおよび圧電トランス回路
の代表例の構成図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 圧電トランス １１，１１Ｂ 励振部 １２ａ，１２ａＡ，１２１ａＤ，１２２ａＤ， 点灯開
始用の発電部（第１の種類の発電部） １２ｂ，１２ｂＡ，１２ｂＢ，１２ｂＣ，１２１ｂＤ，
１２２ｂＤ 定常点灯用の発電部（第２の種類の発電
部） ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ０，２Ｄ 圧電セラミック板 ２Ｃ１，２Ｃ２ 圧電セラミック体 ２０１，２０２ 側面（接合面） ２０３ａ，２０３ｂ，２０３１ａ，２０３２ａ，２０３
１ｂ，２０３２ａ 先端面 ２１ 長方形部分（圧電セラミック体） ２２ａ，２２ａＡ，２２１ａＤ，２２２ａＤ 第１の帯
状部分（圧電セラミック体） ２２ｂ，２２ｂＡ，２２ｂＢ，２２１ｂＤ，２２２ｂＤ
第２の帯状部分（圧電セラミック体） ３１，３２ 入力側の電極 ４ａ，４ｂ，４ａＡ，４ｂＡ，４１Ｂ，４２Ｂ，４１
Ｃ，４２Ｃ，４１ａＤ，４２ａＤ，４１ｂＤ，４２ｂＤ
出力側の電極 ４３Ｃ，４４Ｃ 外部電極 ５１，５１Ｄ 駆動回路（交流電源） ５２ スイッチ ６ メタルハライドランプ（負荷）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 拓実 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AC02 AC11 BC07 CA16 DD03 DD04 HA09 HB01 5H007 AA07 BB03 CB02 CB09 CC03 CC32 DA03 DB03 DC04 HA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電圧が印加される入力側電極が圧電
   セラミック体に形成されてなり、電気エネルギーを機械
   エネルギーに変換する励振部と、該励振部と接合され、
   該励振部により励振して前記機械エネルギーを電気エネ
   ルギーに再変換して圧電セラミック体に形成された出力
   側の電極から出力電圧を取り出す発電部とからなる圧電
   トランスにおいて、 前記発電部を、前記励振部を共通として設けられた第１
   の種類の発電部および第２の種類の発電部とにより構成
   し、 かつ、前記第２の種類の発電部の出力側電極間の静電容
   量と前記励振部により励振する周波数との積が、前記第
   １の種類の発電部の出力側電極間の静電容量と前記励振
   部により励振する周波数との積よりも大きいことを特徴
   とする圧電トランス。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧電トランスにおいて、
   前記第２の種類の発電部が前記励振部により励振する周
   波数が、前記第１の種類の発電部が前記励振部により励
   振する周波数よりも高い圧電トランス。
3. 【請求項３】 請求項２記載の圧電トランスにおいて、
   前記第１、第２の発電部をそれぞれ、その圧電セラミッ
   ク体が、前記励振部との接合面から、該接合面に対して
   直交する方向に伸出し、 前記第２の種類の発電部の圧電セラミック体の伸出方向
   の大きさを、第１の種類の発電部の圧電セラミック体の
   伸出方向の大きさよりも小さくした圧電トランス。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載の圧電ト
   ランスにおいて、前記第２の種類の発電部の出力側電極
   間の静電容量を、前記第１の種類の発電部の出力側電極
   間の静電容量よりも大きくした圧電トランス。
5. 【請求項５】 請求項４記載の圧電トランスにおいて、
   前記第１、第２の種類の発電部をそれぞれ、前記励振部
   との接合面から、該接合面に対して直交する方向に圧電
   セラミック体が伸出するとともに伸出方向に分極され、
   該圧電セラミック体の表面に１対の出力側の電極が前記
   伸出方向に間隔をおいて配置された構造とし、 前記第２の種類の発電部の圧電セラミック体の伸出方向
   の大きさを、第１の種類の発電部の圧電トランスの伸出
   方向の大きさよりも小さくした圧電トランス。
6. 【請求項６】 請求項４記載の圧電トランスにおいて、
   前記第１、第２の種類の発電部をそれぞれ、圧電セラミ
   ック体が、励振部との接合面から該接合面に対して直交
   する方向に伸出し前記接合面の方向を厚さ方向とする平
   板状とし、 第１の種類の発電部の圧電セラミックを前記伸出方向に
   分極するとともに、その表面には出力側電極を伸出方向
   に配置し、 前記第２の種類の発電部の圧電セラミック体をその厚さ
   方向に分極するとともに、その表面には、圧電セラミッ
   ク体をその厚さ方向に挟んで対向する出力側電極を配置
   した圧電トランス。
7. 【請求項７】 請求項４記載の圧電トランスにおいて、
   前記第２の種類の発電部を、前記励振部との接合面に対
   して直交する方向に圧電セラミック体と出力側電極とが
   交互に積層し、前記圧電セラミック体が相隣れる層で逆
   方向となるように前記積層方向に分極された構造とした
   圧電トランス。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６いずれか記載の圧電ト
   ランスにおいて、前記第１の種類の発電部が励振すると
   きと第２の種類の発電部が励振するときとの両方で、予
   め設定した所定位置が節となるように、発電部の伸出方
   向の大きさを設定した圧電トランス。
9. 【請求項９】 請求項８記載の圧電トランスにおいて、
   前記第１、第２の種類の発電部をそれぞれ、その圧電セ
   ラミック体が、前記励振部との接合面から、励振部を挟
   んで両方に、前記接合面に対して直交する方向に伸出す
   る構成とし、 第１、第２の種類の発電部の前記伸出方向の大きさを、
   ２つの第１の種類の発電部の先端面の中間位置と、２つ
   の第２の種類の発電部の先端面の中間位置とが略一致す
   る大きさとした圧電トランス。
10. 【請求項１０】 入力電圧が印加される入力側電極が圧
    電セラミック体に形成されてなり、電気エネルギーを機
    械エネルギーに変換する励振部と、該励振部と接合さ
    れ、該励振部により励振して前記機械エネルギーを電気
    エネルギーに再変換して圧電セラミック体に形成された
    出力側の電極から出力電圧を取り出す発電部とからなる
    圧電トランスと、 前記入力側電極間に入力電圧を印加する交流電源とを具
    備する圧電トランス回路において、 前記発電部を、前記励振部を共通として設けられ、該励
    振部により励振する周波数と出力側電極間の静電容量と
    が異なる第１の種類の発電部および第２の種類の発電部
    とにより構成し、 かつ、前記第２の種類の発電部の出力側電極間の静電容
    量と前記励振部により励振する周波数との積が、前記第
    １の種類の発電部の出力側電極間の静電容量と前記励振
    部により励振する周波数との積よりも大きくし、 前記交流電源を、前記入力電圧の周波数が、前記第１の
    種類の発電部が前記励振部により励振する第１の周波数
    と前記第２の発電部が前記励振部により励振する第２の
    周波数とに切り換え自在に構成された電源により構成
    し、 前記出力電圧を取り出す発電部として、前記第１の種類
    の発電部または第２の種類の発電部のいずれかに切り換
    える切り換え手段を具備することを特徴とする圧電トラ
    ンス回路。