JP2009510791A5 - - Google Patents

Description

この場合、逆圧電効果とは、場合によっては素子に使用するために分極処理された圧電セラミックが、電界を印加する際に、分極方向に対して平行に又は逆平行に、或いは角度を成して変形せしめられる、ということである。正圧電効果とは、変形が発生した時に変圧器の本体内の電圧が低下する、ということである。

入力部及び出力部の内側電極は、外部からアクセス可能な、変圧器の入力部及び出力部に接続されている。内側に位置する補助電極は、変圧器の、外部からアクセス可能な少なくとも１つの補助接点に導電接続されている。

入力電圧の周波数を適合させることによって、変圧器の出力電圧を一定に維持することができる。これは、フィードバックループによって可能である。この場合、変化実施例によれば、変圧器の周波数に応じた伝達係数は、入力電圧の周波数によって影響を受ける。

ベース体は、例えば直方体状であるか、又は特に厚さ方向の振動に基づいて作業する変圧器において円筒形であってよい。円筒形の構成においては、内側電極は、分極軸線に対して平行に延在する円筒形軸線に対して垂直に配置されている。補助電極又は、内側に位置する補助電極に接続された補助接点は、有利な形式で円筒形のベース対の端面上に配置されている。

図１は、フラットなベース体を有する圧電式の変圧器を示す。このベース体は、２つの部分、つまり１つの一次部分（入力部）と、１つの二次部分（出力部）とから成っている。これら２つの部分は、互いに機械的に接続されている。有利な形式で、入力部と出力部と絶縁部とは互いに一体的に接続されている。例えばこれはセラミック製の未加工シート（Ｇｒｕｅｎｆｏｌｉｅｎ）を互いに積層させ、これらの積層体間に内側電極を配置しておき、次いでこの積層体を焼結させることによって得られる。これによってモノリシックな素子が形成される。電気信号は入力部において、逆圧電効果によって変圧器体の機械的な振動に変換される。機械的な振動は、変圧器の本体を通って広がり、変圧器の二次側に達し、ここで正圧電効果によって、電気信号に戻り変換される。有利には、入力部も出力部も、圧電式のセラミックの複数の層より成っており、これらの層は、内側電極によって互いに分離されている。この場合、セラミック製の層は、有利な形式で互いに電気的に並列接続されている。

図１は、入力部２と出力部３とを有する変圧器本体を備えた変圧器を示す。２つの部分２，３は、絶縁部１によって接続されている。入力部２は、第１の種類の電極２１と、第２の種類の電極２２とを備えている。これらの電極２１，２２は、互いに噛み合う電極構造を有しており、この電極構造によって、入力部２の内部に電界が生ぜしめられる。第１の種類の電極２１は、外側接点２３と電気的に接触している。第２の種類の電極２２は、外側接点２４と接触している。同様の形式で、変圧器の出力部に、電極３１及び３２の２つのグループが設けられており、これらのグループは、電圧を取り出すために用いられ、この場合、電圧は、電極３１に接続された外側接点３３によって、若しくは電極３２に接続された外側接点３４によって管理される。

ベース体の端面側の部分、つまり入力部の縁部領域に補助電極２５が配置されており、この補助電極２５は補助接点２６に接続されている。図１に示した変化実施例では、補助電極は、出力部の内側電極２２と同じ長さ及び幅で構成されている。補助電極２５は、外側接点２３，２４，３３及び３４に対して電気的に分離されている。

図３に示した変化例では、補助電極２５が、入力部若しくは出力部の内側電極よりも長く構成されている。この補助電極２５は、キャップ状の補助接点２６に接続されている。これによって、このような接点は、接続ワイヤ５をはんだ付けするための特に大きいはんだ面が提供される、という利点を有している。

Claims (16)

1. 圧電式の変圧器において、
   ベース体が設けられていて、該ベース体が、入力部（２）と、この入力部（２）に機械的に接続された出力部（３）とを有していて、前記入力部（２）及び出力部（３）内に複数の内側電極（２１，２２，３１，３２）が配置されており、これらの内側電極が、変圧器の分極軸線に対して垂直に位置しており、
   前記入力部（２）及び出力部（３）に対して電気的に分離された補助電極（２５）が設けられており、
   該補助電極（２５）の少なくとも一部が、入力部（２）及び出力部（３）の内側電極（２１，２２，３１，３２）に対して平行に配置されており、
   前記入力部（２）の内側電極が、変圧器の入力部（２）の、外部からアクセス可能な外側接点（２３，２４）に接続されており、
   前記出力部（３）の内側電極が、変圧器の出力部（３）の、外部からアクセス可能な外側接点（３３，３４）に接続されており、
   前記補助電極（２５）が、変圧器の、外部からアクセス可能な少なくとも１つの補助接点（２６）に導電接続されている、
   ことを特徴とする、圧電式の変圧器。
2. 前記補助電極（２５）の少なくとも一部が前記ベース体内に配置されている、請求項１記載の変圧器。
3. 前記補助電極（２５）の少なくとも一部が、前記ベース体の表面上に配置されている、請求項１記載の変圧器。
4. 前記入力部（２）の外側接点（２３，２４）と、前記出力部（３）の外側接点（３３，３４）と、少なくとも１つの前記補助接点（２６）とが、ベース体の端面上に配置されている、請求項１記載の変圧器。
5. 前記入力部（２）の外側接点（２３，２４）と、前記出力部（３）の外側接点（３３，３４）とが、ベース体の互いに逆向きの面上に配置されており、
   少なくとも１つの前記補助電極の少なくとも一部が、第１の面に対して垂直に位置する、ベース体の少なくとも１つの第２の面上に配置されている、
   請求項１記載の変圧器。
6. 前記第１の面が、ベース体の端面であって、
   少なくとも１つの前記第２の面が、ベース体の端面である、
   請求項５記載の変圧器。
7. 前記第１の面がベース体の端面であって、
   少なくとも１つの前記第２の面が、前記ベース体の主要面である、請求項５又は６記載の変圧器。
8. 変圧器の分極軸線が、前記ベース体の長手方向軸線に沿って方向付けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の変圧器。
9. 変圧器の分極軸線が、ベース体の幅方向に方向付けられている、請求項１から７までのいずれか１項記載の変圧器。
10. 前記入力部（２）が、少なくとも１つの補助電極（２５）と出力部（３）との間に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の変圧器。
11. 前記入力部（２）と前記出力部（３）とが、絶縁部（１）によって互いに機械的に接続されており、
    １つの前記補助電極（２５）が絶縁部（１）内に配置されている、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の変圧器。
12. 前記補助電極（２５）が入力部（２）の領域内に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の変圧器。
13. 前記補助電極（２５）が出力部（３）の領域に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の変圧器。
14. 補助電極（２５）の少なくとも一部が、ベース体の主要面に対して垂直に配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の変圧器。
15. 電気的に互いに接続された複数の補助電極（２５）が設けられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の変圧器。
16. 前記複数の補助電極（２５）が互いに連続している、請求項１５記載の変圧器。