JP2011049493A - Piezoelectric body module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To take effective pyroelectric measures in a process of mounting a piezoelectric body on a circuit board etc. <P>SOLUTION: A piezoelectric transformer 10 as a piezoelectric body module has a piezoelectric ceramic 12 stored in a case body 14 and in this state, a primary-side electrode 12a and a secondary-side electrode 12 are connected via conductors 16 to a primary-side terminal 18a and a secondary-side terminal 20, respectively. The piezoelectric ceramic 12 has a conductive film 24 formed on its outer surface, and the conductive film 24 connects two primary-side electrodes 12a to each other. Especially, a resistance value imparted by the conductive film 24 between the primary-side electrodes 12a is set within a range of predetermined resistance values. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧電トランスや圧電アクチュエータ、圧電モータ等の用途に適した圧電体モジュールに関するものである。   The present invention relates to a piezoelectric module suitable for applications such as a piezoelectric transformer, a piezoelectric actuator, and a piezoelectric motor.

従来、圧電トランスや圧電アクチュエータ、圧電モータ等に用いられる圧電体(圧電素子)の周囲温度が変化すると、いわゆる焦電効果が働いて電極間に電荷が発生したり、放電が起こりやすくなったりするという問題が知られている。この焦電対策として、例えば圧電トランス素子の入力端子間に、圧電トランス素子の共振周波数における駆動部電極間インピーダンス値以上で、その絶縁抵抗値未満の大きさを有するインピーダンスを並列に接続する先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, when the ambient temperature of a piezoelectric body (piezoelectric element) used for a piezoelectric transformer, a piezoelectric actuator, a piezoelectric motor, or the like changes, a so-called pyroelectric effect works to generate electric charges between the electrodes or easily cause discharge. The problem is known. As a countermeasure against this pyroelectricity, for example, prior art for connecting in parallel between the input terminals of a piezoelectric transformer element, an impedance having a magnitude that is greater than or equal to the impedance value between the drive electrodes at the resonance frequency of the piezoelectric transformer element and less than its insulation resistance value Is known (for example, see Patent Document 1).

上記の先行技術は、圧電体(素子)を圧電トランスとして使用した際の周囲温度の変化に着目し、そのときに生じる焦電効果に対策を施したものである。すなわち焦電対策用のインピーダンス(抵抗)は、圧電体そのものとは別に、例えば基板上に形成された回路内に組み込まれた状態で入力電極間に半田付けされるものとなっている。このため先行技術の手法は、圧電体を実用上の機器として完成させた状態で、その実際の使用環境で生じる焦電対策としてはひとまず有効であると考えられる。   The above prior art pays attention to a change in ambient temperature when a piezoelectric body (element) is used as a piezoelectric transformer, and takes measures against the pyroelectric effect generated at that time. That is, the pyroelectric countermeasure impedance (resistance) is soldered between the input electrodes in a state of being incorporated in, for example, a circuit formed on the substrate, separately from the piezoelectric body itself. For this reason, it is considered that the prior art technique is effective as a countermeasure against pyroelectricity generated in the actual use environment in a state where the piezoelectric body is completed as a practical device.

特開2000−307166号公報JP 2000-307166 A 特開平11−330578号公報JP-A-11-330578

しかしながら、焦電効果は圧電体を圧電トランス等として実用機器に適用し、実装された状態で周囲温度が変化した時だけに発生するものではなく、その前の製造過程においても発生し得る。すなわち、圧電体(圧電素子)の周囲温度が変化する状態での保管の際や、圧電体(圧電素子)をリフローやフロー技術等によって回路基板に実装する際に半田付け時の圧電体の温度変化によって焦電効果が発生することがある。このような製造過程で発生する焦電電圧は、圧電体そのものを劣化させるだけでなく、実装先の回路基板に形成された周辺回路やその回路素子に放電によるダメージを与える可能性がある。   However, the pyroelectric effect does not occur only when the piezoelectric material is applied to a practical device as a piezoelectric transformer or the like and the ambient temperature changes in the mounted state, but can also occur in the previous manufacturing process. That is, when storing the piezoelectric body (piezoelectric element) in a state where the ambient temperature changes, or when mounting the piezoelectric body (piezoelectric element) on a circuit board by reflow or flow technology, the temperature of the piezoelectric body during soldering The pyroelectric effect may occur due to the change. The pyroelectric voltage generated in such a manufacturing process not only deteriorates the piezoelectric body itself, but also may cause damage to the peripheral circuit formed on the mounting circuit board and its circuit elements due to discharge.

この点、上述した先行技術の手法は、圧電体を実際に圧電トランスとして完成させた上で、既に回路基板上に実装された後でなければ役に立たないものであり、その製造過程(特に半田付けの過程)において何ら焦電対策となるものではない。   In this respect, the above-described prior art method is useful only after the piezoelectric body is actually completed as a piezoelectric transformer and already mounted on a circuit board. This is not a countermeasure for pyroelectricity in the process (1).

そこで本発明は、圧電体を回路基板等に実装する過程においても有効な焦電対策を施すことを課題としたものである。   Therefore, an object of the present invention is to take effective pyroelectric countermeasures in the process of mounting a piezoelectric body on a circuit board or the like.

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following solutions.

解決手段1:すなわち本発明の圧電モジュールは、圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極間を導電性被膜によって接続(直接又は間接に接続)したものである。導電性被膜は、圧電体の外面に沿って形成されおり、電極間に付与する抵抗値が圧電体の電極間における共振抵抗値以上で、かつ、電極間の絶縁抵抗値の10%以下である。なお、上記の範囲内で電極間に抵抗値を付与するものであれば、導電性被膜が電極に対して直接に接続されていなくてもよい。   Solution 1: The piezoelectric module of the present invention is such that at least two electrodes formed on the outer surface of a piezoelectric body are connected (directly or indirectly connected) by a conductive film. The conductive film is formed along the outer surface of the piezoelectric body, and the resistance value applied between the electrodes is not less than the resonance resistance value between the electrodes of the piezoelectric body and not more than 10% of the insulation resistance value between the electrodes. . In addition, as long as a resistance value is provided between electrodes within the above range, the conductive film may not be directly connected to the electrodes.

上記の「共振抵抗値」は、使用する共振モードでの圧電体(導電性被膜の形成前)の電極間における最小抵抗値に相当する。また上記の「絶縁抵抗値」は、圧電体(導電性被膜の形成前)の電極間の抵抗の値であり、ここには内部抵抗、表面抵抗をともに含む。   The “resonance resistance value” corresponds to the minimum resistance value between the electrodes of the piezoelectric body (before formation of the conductive coating) in the resonance mode to be used. The above “insulation resistance value” is a value of resistance between electrodes of the piezoelectric body (before formation of the conductive film), and includes both internal resistance and surface resistance.

本発明の圧電モジュールによれば、圧電体の外面に沿って上記の導電性被膜が形成されているため、圧電体モジュール単独でみても、圧電体の電極間が他の部品を介在することなく抵抗(=導電性被膜)を介して接続された状態にある。このため、圧電体モジュールを何らかの用途(例えば圧電トランス、圧電アクチュエータ、圧電モータ)として製品に組み込む際、その製造過程で周囲温度が変化しても、その焦電効果により発生した電荷は速やかに消費され、他の回路部品等にダメージを与えることはない。   According to the piezoelectric module of the present invention, since the conductive film is formed along the outer surface of the piezoelectric body, even if the piezoelectric module alone is used, other parts are not interposed between the electrodes of the piezoelectric body. It is in a state of being connected via a resistor (= conductive film). For this reason, when a piezoelectric module is incorporated into a product for any purpose (eg, piezoelectric transformer, piezoelectric actuator, piezoelectric motor), even if the ambient temperature changes during the manufacturing process, the charge generated by the pyroelectric effect is quickly consumed. It does not damage other circuit components.

特に本発明では、導電性被膜の抵抗値を圧電体の共振抵抗値以上で、絶縁抵抗値の10%以下の範囲内で設定しているため、以下の利点がある。すなわち、導電性被膜により付与する電極間の抵抗値の下限を共振抵抗値に設定していれば、過度に抵抗が低くならないため、圧電体モジュールの使用時(入力電圧の印加時)において入力電圧が不用意に分圧されてしまうことがない。   In particular, the present invention has the following advantages because the resistance value of the conductive film is set within the range of the resonance resistance value of the piezoelectric body and 10% or less of the insulation resistance value. In other words, if the lower limit of the resistance value between the electrodes provided by the conductive film is set to the resonance resistance value, the resistance will not be excessively lowered, so the input voltage when the piezoelectric module is used (when the input voltage is applied). Will not be inadvertently divided.

一方で、導電性被膜により付与する電極間の抵抗値の上限を絶縁抵抗値の10%までに抑えているため、単純に「絶縁抵抗値未満」のような広い範囲内で抵抗値の上限を設定した場合に比較して、抵抗値が過度に大きくなるのを抑えることができる。もちろん、焦電対策として電極間に何らかの抵抗を接続する場合、その抵抗値が「絶縁抵抗値未満」であれば、理論上は焦電時の放電が発生しにくくなることは従来常識である。しかしながら、たとえ「絶縁抵抗値未満」であったとしても、焦電電圧に対して実際の電極間の抵抗値が過大に設定されていると、実用上はほとんどの場合に電荷の消失(消費)が得られず、実際の焦電対策として有効に機能しないことがある。   On the other hand, since the upper limit of the resistance value between the electrodes provided by the conductive film is suppressed to 10% of the insulation resistance value, the upper limit of the resistance value is simply set within a wide range such as “less than the insulation resistance value”. Compared with the case where it sets, it can suppress that resistance value becomes large too much. Of course, when some resistance is connected between the electrodes as a countermeasure against pyroelectricity, it is common knowledge that, if the resistance value is “less than the insulation resistance value”, it is theoretically difficult to generate a discharge during pyroelectricity. However, even if it is “below the insulation resistance value”, if the actual resistance value between the electrodes is set excessively with respect to the pyroelectric voltage, in most cases, the loss of electric charge (consumption) is practical. May not be obtained and may not function effectively as an actual pyroelectric countermeasure.

本発明の発明者等は、理論上で従来常識と考えられる範囲で抵抗値の上限を設定すると、実用上ではほとんど焦電対策として機能しない場合があることに着目し、従来常識の範囲内では見落とされていた新たな課題に着想した。そして、本発明の発明者等は鋭意研究を重ねた結果、導電性被膜により付与する電極間の抵抗値の上限を絶縁抵抗値の10%までに抑えることが課題を解決する手段として有効であることを見出したのである。   The inventors of the present invention pay attention to the fact that if the upper limit of the resistance value is set in a range that is theoretically considered as common sense in theory, it may not function as a countermeasure for pyroelectricity practically, and within the range of conventional common sense Inspired by new issues that were overlooked. As a result of extensive research, the inventors of the present invention are effective as a means for solving the problem to suppress the upper limit of the resistance value between the electrodes provided by the conductive film to 10% of the insulation resistance value. I found out.

これにより本発明の圧電体モジュールは、何らかの製品としての用途に組み込まれる際の温度変化に対して実用的な焦電対策を発揮することができる。また、製品としての使用時においてその正常な圧電動作を保証するとともに、使用環境下での温度変化に対しても有効な焦電対策を発揮することができる。   Thereby, the piezoelectric body module of this invention can exhibit a practical pyroelectric countermeasure with respect to the temperature change at the time of incorporating in the use as a certain product. In addition, it is possible to ensure normal piezoelectric operation during use as a product and to exhibit effective pyroelectric countermeasures against temperature changes in the usage environment.

解決手段2:上記の解決手段1において、導電性被膜は、樹脂と導電性材料とを混合した導電性塗料を圧電体の外面上に塗布することで形成されているものとする。このとき導電性塗料を塗布する範囲は、圧電体の外面に沿う方向でみて互いに平行に形成された電極の間を接続するのに必要な最小の距離を塗布幅としたとき、この塗布幅で単位長さ分の導電性塗料が塗布された場合に電極間に付与される単位長さあたりの初期単位抵抗値に基づいてその塗布長さが決定されていることが好ましい。圧電体の外面上で電極同士が平行に形成されていれば、その間の接続に必要な最小の距離を一定の塗布幅として規定することができる。塗布幅が一定であれば、単位長さあたりの抵抗値が一定であるため、後は導電性塗料の塗布長さを調整することで電極間に付与される抵抗値を容易に調整することができる。   Solution 2: In Solution 1 described above, the conductive film is formed by applying a conductive paint mixed with a resin and a conductive material on the outer surface of the piezoelectric body. At this time, the range in which the conductive paint is applied is the application width when the minimum distance necessary to connect the electrodes formed in parallel with each other when viewed in the direction along the outer surface of the piezoelectric body is defined as the application width. It is preferable that the coating length is determined based on the initial unit resistance value per unit length applied between the electrodes when the conductive paint for the unit length is applied. If the electrodes are formed in parallel on the outer surface of the piezoelectric body, the minimum distance required for connection between them can be defined as a constant coating width. If the coating width is constant, the resistance value per unit length is constant, so that the resistance value applied between the electrodes can be easily adjusted by adjusting the coating length of the conductive paint. it can.

上記の態様によれば、導電性被膜により付与する電極間の抵抗値を上記の最適な範囲内で設定した場合、その抵抗値を得るのに必要な導電性塗料の塗布長さは、最適抵抗値を初期単位抵抗値で除した結果から自ずと明らかになる。したがって、圧電体モジュールの製造過程では、圧電体の外面に必要な塗布長さ分だけ導電性塗料を塗布するだけの簡単な手法により、導電性被膜により電極間に付与される抵抗値を正確に管理することができる。   According to the above aspect, when the resistance value between the electrodes provided by the conductive film is set within the above optimal range, the coating length of the conductive paint necessary to obtain the resistance value is the optimal resistance. It becomes obvious from the result of dividing the value by the initial unit resistance value. Therefore, in the manufacturing process of the piezoelectric body module, the resistance value given between the electrodes by the conductive film can be accurately determined by simply applying the conductive paint to the outer surface of the piezoelectric body by the required coating length. Can be managed.

また導電性被膜を導電性塗料で形成した場合、圧電体の外面が立体的であっても、その外面に沿って容易に導電性被膜を形成することができる。また、導電性塗料は印刷や転写等の手法で容易に塗布することができるため、導電性被膜の形成作業が自動化に好適する。これにより、導電性被膜を形成する際の作業性を向上し、圧電体モジュールの生産効率を高めることができる。さらに導電性塗料であれば、その発色によって外観の目視検査や確認(導電性被膜が正しく形成されているか否かの検査や確認)が容易であるため、品質管理の効率化にも寄与することができる。   Further, when the conductive film is formed of a conductive paint, the conductive film can be easily formed along the outer surface even if the outer surface of the piezoelectric body is three-dimensional. In addition, since the conductive paint can be easily applied by a technique such as printing or transfer, the conductive film forming operation is suitable for automation. Thereby, the workability | operativity at the time of forming a conductive film can be improved, and the production efficiency of a piezoelectric body module can be improved. Furthermore, if it is a conductive paint, it is easy to visually inspect and confirm the appearance (inspection and confirmation of whether or not the conductive film is formed correctly) by the color development, and thus contribute to the efficiency of quality control. Can do.

解決手段3:また解決手段1,2において、本発明の圧電体モジュールは、圧電体を収容した状態で保持するとともに、この保持状態にて圧電体の一部の外面を露出させる開口を有したケース体をさらに備える。この場合、導電性被膜は、圧電体がケース体に保持された状態で、開口を通じて露出する位置に形成されていることが好ましい。   Solution 3: In Solution 1, 2, the piezoelectric module of the present invention is held in a state in which the piezoelectric body is accommodated, and has an opening that exposes a part of the outer surface of the piezoelectric body in this held state. A case body is further provided. In this case, the conductive coating is preferably formed at a position exposed through the opening in a state where the piezoelectric body is held by the case body.

通常、圧電体はその作動時の圧電効果によって振動を生じるものであることから、これを何らかの用途(例えば圧電トランス、圧電アクチュエータ、圧電モータ)に使用する場合、圧電体をケース体に保持して振動を吸収したり、圧電体を保護したりする形態が一般的である。その上で本発明では、上記のようにケース体の開口を通じて圧電体の一部の外面が露出しており、その露出する位置に導電性被膜が形成されているため、上記のような目視による検査や確認を容易に行うことができるという利点がある。   Usually, a piezoelectric body generates vibration due to a piezoelectric effect during its operation. Therefore, when this is used for some applications (for example, a piezoelectric transformer, a piezoelectric actuator, a piezoelectric motor), the piezoelectric body is held in a case body. A form that absorbs vibration or protects a piezoelectric body is common. In addition, in the present invention, as described above, a part of the outer surface of the piezoelectric body is exposed through the opening of the case body, and a conductive coating is formed at the exposed position. There is an advantage that inspection and confirmation can be easily performed.

解決手段4:また本発明の圧電体モジュールは、以下の構成を有するものでもよい。すなわち圧電体モジュールは、分極された圧電体と、圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極と、圧電体を収容するケース体と、ケース体に設けられ、圧電体を収容した状態で電極にそれぞれ接続される少なくとも2本の端子と、これら端子間を相互に接続するべくケース体の外面に沿って形成され、端子を介して電極間に付与する抵抗値が圧電体の共振抵抗値以上で、かつ、絶縁抵抗値の10%以下である導電性被膜とを備えた構成である。   Solution 4: The piezoelectric module of the present invention may have the following configuration. That is, the piezoelectric module includes a polarized piezoelectric body, at least two electrodes formed on the outer surface of the piezoelectric body, a case body that houses the piezoelectric body, and an electrode that is provided in the case body and houses the piezoelectric body. Are formed along the outer surface of the case body so as to connect the terminals to each other, and the resistance value applied between the electrodes via the terminals is equal to or greater than the resonance resistance value of the piezoelectric body. And a conductive film having an insulation resistance value of 10% or less.

本発明の圧電モジュールにおいて圧電体をケース体に収容した構造は、上記のように作動時の振動を吸収したり、圧電体を保護したりすることで、実装部品としての適性をカバーするものである。またケース体に設けられた端子は、回路基板等への実装時に配線パターン等との接続を担うものである。その上で、ケース体の外面に沿って導電性被膜を形成していれば、圧電体の外面に導電性被膜を形成した場合(解決手段1〜3)と比較して、さらに外観による目視検査や確認を容易に行うことができる。なお、その他の利点については解決手段1〜3と共通である。   In the piezoelectric module of the present invention, the structure in which the piezoelectric body is accommodated in the case body covers the suitability as a mounting component by absorbing vibration during operation or protecting the piezoelectric body as described above. is there. Moreover, the terminal provided in the case body bears connection with a wiring pattern etc. at the time of mounting to a circuit board etc. In addition, if a conductive coating is formed along the outer surface of the case body, a visual inspection based on the appearance is further performed as compared with the case where the conductive coating is formed on the outer surface of the piezoelectric body (solution means 1 to 3). And confirmation can be performed easily. The other advantages are common to the solving means 1 to 3.

解決手段5:解決手段4において、本発明の圧電体モジュールは、ケース体に圧電体が収容された状態で、各電極と各端子とを接続する少なくとも2本の導電線をさらに備えることもできる。この場合、導電性被膜は、導電線間を相互に接続する状態でケース体の外面に沿って形成されており、端子間では、各導電線を介して各端子に導電性被膜が接続されていることが好ましい。   Solution 5: In Solution 4, the piezoelectric module of the present invention may further include at least two conductive wires that connect each electrode and each terminal in a state where the piezoelectric body is accommodated in the case body. . In this case, the conductive coating is formed along the outer surface of the case body in a state where the conductive wires are connected to each other, and between the terminals, the conductive coating is connected to each terminal via each conductive wire. Preferably it is.

上記の態様であれは、各電極と各端子とを柔軟な導電線(例えば金糸線)で接続することにより、各電極と各端子とを非接触としてこれらの摩擦を解消することができる。その上で、ケース体の外面上で導電線同士が導電性被膜を通じて接続されていれば、結果的に導電性被膜から各導電線、そして各端子を通じて2つの電極間が接続された状態になるため、焦電時の電荷を確実に消失させることができる。   Even if it is said aspect, by connecting each electrode and each terminal with a flexible conductive wire (for example, gold thread wire), these electrodes and each terminal can be made non-contact and these frictions can be eliminated. In addition, if the conductive wires are connected to each other through the conductive coating on the outer surface of the case body, the result is a state where the two electrodes are connected from the conductive coating through each conductive wire and each terminal. Therefore, the charge during pyroelectricity can be reliably eliminated.

解決手段6:あるいは本発明の圧電体モジュールは、以下の構成であってもよい。すなわち、本発明の圧電体モジュールは、分極された圧電体と、圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極と、圧電体が実装された状態で、各電極を通じて圧電体の入力信号又は出力信号の少なくとも一方を伝送する回路が形成された回路基板と、回路基板上で圧電体の各電極と回路とを接続するべく少なくとも2箇所に配置された導電パターンと、回路基板上で導電パターン間を相互に接続するべく回路基板の外面に沿って形成され、導電パターンを介して電極間に付与する抵抗値が圧電体の共振抵抗値以上で、かつ、絶縁抵抗値の10%以下である導電性被膜とを備えた構成である。   Solution 6: Alternatively, the piezoelectric module of the present invention may have the following configuration. That is, the piezoelectric body module of the present invention is a piezoelectric body that has a polarized body, at least two electrodes formed on the outer surface of the piezoelectric body, and an input signal or output of the piezoelectric body through each electrode in a state where the piezoelectric body is mounted. A circuit board on which a circuit for transmitting at least one of the signals is formed; a conductive pattern disposed in at least two locations on the circuit board to connect each electrode of the piezoelectric body and the circuit; and between the conductive patterns on the circuit board. Are formed along the outer surface of the circuit board so as to be connected to each other, and the resistance value provided between the electrodes via the conductive pattern is equal to or greater than the resonance resistance value of the piezoelectric body and equal to or less than 10% of the insulation resistance value. It is the structure provided with the adhesive film.

上記のように圧電体モジュールに回路基板の構成を含む形態であれば、予め回路基板上の導電パターン間を導電性被膜で接続しておくことにより、圧電体をケース体に収容した状態でこれらを回路基板に実装する際に温度変化によって電荷が発生しても、これを速やかに消失させることができる。また導電性被膜は、回路基板に圧電体が実装された後も残存しているため、圧電体モジュールの使用時においても焦電対策として有効に機能する。   If the piezoelectric module includes the configuration of the circuit board as described above, the conductive patterns on the circuit board are connected in advance with a conductive coating so that the piezoelectric body is accommodated in the case body. Even when electric charges are generated due to temperature changes when mounting the circuit board on the circuit board, it can be quickly eliminated. Further, since the conductive film remains even after the piezoelectric body is mounted on the circuit board, it effectively functions as a countermeasure against pyroelectricity even when the piezoelectric body module is used.

解決手段7:本発明(解決手段1〜6全て)において、導電性被膜は、電極間に付与する抵抗値が圧電体の電極間における共振抵抗値の10倍以上であることが好ましい。   Solution 7: In the present invention (all of Solution 1 to Solution 6), the conductive film preferably has a resistance value applied between the electrodes that is 10 times or more the resonance resistance value between the electrodes of the piezoelectric body.

導電性被膜により電極間に付与される抵抗値の下限を上記のように設定すれば、例えば圧電体に対して駆動用の電圧を印加する際、圧電体の方に効率よく電圧を印加してモジュールとしての効率を維持することができる。   If the lower limit of the resistance value provided between the electrodes by the conductive film is set as described above, for example, when a driving voltage is applied to the piezoelectric body, the voltage is efficiently applied to the piezoelectric body. The efficiency as a module can be maintained.

本発明の圧電体モジュールは、圧電体やケース体、回路基板等の外面に導電性被膜を形成するだけの簡単な構成で、有効な焦電対策を実現することができる。特に、導電性被膜により電極間に付与する抵抗値を最適な範囲に設定しているため、実用上で発生し得る焦電電荷を確実に消失させることができ、焦電対策として有効に機能する。   The piezoelectric module of the present invention can realize effective pyroelectric countermeasures with a simple configuration in which a conductive film is simply formed on the outer surface of a piezoelectric body, a case body, a circuit board or the like. In particular, since the resistance value applied between the electrodes by the conductive film is set to an optimum range, pyroelectric charge that can be generated in practice can be surely lost, and it effectively functions as a countermeasure against pyroelectricity. .

また、電極間に付与する抵抗を導電性被膜によって形成することから、別の抵抗部品を後付けする場合に比較してコストを抑えることができるし、導電性被膜は圧電体やケース体、回路基板といった既存品の外面に付着して形成されるため、別部品を追加する形態に比較して、製品全体としての体積の増加を抑えることができる。   In addition, since the resistance applied between the electrodes is formed by a conductive film, the cost can be reduced compared to the case where another resistance component is retrofitted, and the conductive film can be a piezoelectric body, a case body, or a circuit board. Therefore, it is possible to suppress an increase in the volume of the entire product as compared with a form in which another part is added.

第1実施形態の圧電トランスを構成要素に分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the piezoelectric transformer of 1st Embodiment to the component. 圧電トランスの完成状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the completion state of a piezoelectric transformer. 一次側電極間の絶縁抵抗値に対する導電抵抗値の割合と焦電時の発生電圧との関係、導電性塗料の塗布長さと抵抗値との関係をそれぞれ示した特性図である。It is the characteristic view which showed the relationship between the ratio of the conductive resistance value with respect to the insulation resistance value between primary side electrodes, and the generated voltage at the time of pyroelectricity, and the relationship between the application length of a conductive coating material, and resistance value, respectively. 第2実施形態の圧電トランスの特徴部分を具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely the characteristic part of the piezoelectric transformer of 2nd Embodiment. 第3実施形態の圧電トランスの特徴部分を具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely the characteristic part of the piezoelectric transformer of 3rd Embodiment. 第4実施形態の圧電トランスの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the piezoelectric transformer of 4th Embodiment. 第5実施形態の圧電トランスを構成要素に分解して示した斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled and showed the piezoelectric transformer of 5th Embodiment into the component.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下では圧電体モジュールを圧電トランスに適用した実施形態を挙げて説明するが、本発明の圧電モジュールは圧電トランスの形態に限られるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an embodiment in which the piezoelectric module is applied to a piezoelectric transformer will be described. However, the piezoelectric module of the present invention is not limited to the piezoelectric transformer.

〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態の圧電トランス10を構成要素に分解して示した斜視図である。圧電トランス10は、例えば板状の圧電セラミックス12(圧電体)を樹脂製のケース体14に収容して組み立て、図1に示される向きと上下を逆さにした状態で、例えば図示しない回路基板に実装される構造である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the piezoelectric transformer 10 of the first embodiment as components. The piezoelectric transformer 10 includes, for example, a plate-shaped piezoelectric ceramic 12 (piezoelectric body) housed in a resin case body 14 and assembled. The piezoelectric transformer 10 is mounted on, for example, a circuit board (not shown) with the orientation shown in FIG. The structure to be implemented.

〔圧電体〕
ここで例に挙げている圧電セラミックス12は、例えば長細い直方体の外形を有している。そして、圧電セラミックス12の厚み方向に対向する一対の外面には、それぞれ一次側電極12a(電極)が形成されている。図1には1箇所のみ示されているが、図示の外面と反対側の面にも一次側電極12aが形成されており、圧電セラミックス12の外面には2つの一次側電極12aが形成されている。また圧電セラミックス12には、その長手方向でみて一次側電極12aと反対側に位置する端部に二次側電極12bが形成されている。なお圧電セラミックス12を長手方向でみて、一次側電極12aが形成されている部分は駆動部として機能する。また、一次側電極12aが形成されていない部分は発電部として機能する。
[Piezoelectric body]
The piezoelectric ceramic 12 mentioned here has, for example, a long and thin rectangular parallelepiped outer shape. And the primary side electrode 12a (electrode) is formed in a pair of outer surface which opposes the thickness direction of the piezoelectric ceramic 12, respectively. Although only one location is shown in FIG. 1, the primary electrode 12 a is formed on the surface opposite to the illustrated outer surface, and two primary electrodes 12 a are formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic 12. Yes. The piezoelectric ceramic 12 has a secondary electrode 12b formed at an end located on the opposite side to the primary electrode 12a in the longitudinal direction. When the piezoelectric ceramic 12 is viewed in the longitudinal direction, the portion where the primary electrode 12a is formed functions as a drive unit. Moreover, the part in which the primary side electrode 12a is not formed functions as a power generation part.

〔ケース体〕
ケース体14は、圧電セラミックス12よりも大きな外形をなしており、その内部には凹形状の収容部14bが形成されている。図1に示される状態(上下を逆さにした状態)では、ケース体14は上側に位置する面が開口しており、この開口からケース体14の内部に向けて収容部14bが延びている。収容部14bは圧電セラミックス12よりも一回り大きい形状を有しており、このため収容部14bには、図示のように圧電セラミックス12を小端立てした姿勢で、開口から挿入するようにして収容することができる。
[Case body]
The case body 14 has an outer shape larger than that of the piezoelectric ceramic 12, and a concave accommodating portion 14b is formed therein. In the state shown in FIG. 1 (upside down state), the case body 14 has an open upper surface, and the accommodating portion 14 b extends from the opening toward the inside of the case body 14. The accommodating portion 14b has a shape that is slightly larger than the piezoelectric ceramic 12, so that the accommodating portion 14b is accommodated so that the piezoelectric ceramic 12 is inserted from the opening in a posture in which the piezoelectric ceramic 12 is stood as shown in the drawing. can do.

またケース体14には、その両側面にそれぞれ突出部14aが一体に形成されており、これら突出部14aは、それぞれケース体14の側面からある程度の厚みをもって側方へ突出している。各突出部14aには、それぞれ導電性部材18が挿通されており、各突出部14aには、導電性部材18のための挿通穴(図1中の手前側に破線で示す。参照符号なし。)が形成されている。なお挿通穴は、各突出部14aの内部を縦方向に貫通して延びている。   The case body 14 is integrally formed with projecting portions 14a on both side surfaces thereof, and the projecting portions 14a project from the side surfaces of the case body 14 to the side with a certain thickness. A conductive member 18 is inserted into each protrusion 14a, and each protrusion 14a has an insertion hole for the conductive member 18 (shown by a broken line on the front side in FIG. 1). ) Is formed. The insertion hole extends through the inside of each protrusion 14a in the vertical direction.

〔端子〕
また導電性部材18は、それぞれ突出部14aに挿通された状態で、その一端部(図示の状態で上端部)が一次側端子18aとして形成されている。導電性部材18は、突出部14aに合わせてケース体14の両側に一対をなしており、このためケース体14には、その両側に2本の一次側端子18aが設けられていることになる。これら一次側端子18aは、いずれも図1に示される状態でケース体14の上側の面から上方に向けて突出している。
(Terminal)
In addition, the conductive member 18 is inserted into the protruding portion 14a, and one end thereof (the upper end portion in the illustrated state) is formed as the primary terminal 18a. The conductive member 18 forms a pair on both sides of the case body 14 according to the protruding portion 14a. For this reason, the case body 14 is provided with two primary terminals 18a on both sides thereof. . These primary side terminals 18a protrude upward from the upper surface of the case body 14 in the state shown in FIG.

各導電性部材18は、その他端部18bが図1に示される状態でケース体14(突出部14a)の下面から下方に向けて突出するとともに、そこからケース体14の一端方向(図1中の左上方向)へ約90°に屈曲されている。なお他端部18bは、その先端がケース体14の外面(端面)から一端方向に突出している。   Each conductive member 18 protrudes downward from the lower surface of the case body 14 (projection 14a) with the other end 18b shown in FIG. 1, and from there toward one end of the case body 14 (in FIG. 1). Is bent at about 90 °. The tip of the other end 18 b protrudes from the outer surface (end surface) of the case body 14 in one end direction.

またケース体14には、長手方向でみて一次側端子18aと反対側の一端部に1本の二次側端子20が設けられている。この二次側端子20もまた、図1に示される状態でケース体14の上側の面から上方に向けて突出している。なおこの例では、二次側端子20の他端はケース体14の下側の面から突出しておらず、ケース体14の内部に埋設されている(突出していてもよい。)。   The case body 14 is provided with a single secondary terminal 20 at one end opposite to the primary terminal 18a as viewed in the longitudinal direction. The secondary terminal 20 also protrudes upward from the upper surface of the case body 14 in the state shown in FIG. In this example, the other end of the secondary terminal 20 does not protrude from the lower surface of the case body 14 and is embedded in the case body 14 (may protrude).

〔導電線〕
圧電セラミックス12の2箇所の一次側電極12aには、それぞれ略中心の位置に導電線16(例えば、金糸線)の一端が半田付けされている。また二次側電極12bにも導電線16(同じく金糸線)の一端が半田付けされている。そして、圧電セラミックス12がケース体14に収容された状態で、各導電線16の他端は一次側端子18又は二次側端子20にそれぞれ絡げ付けた状態で半田付けされるものとなっている。これにより、2箇所の一次側電極12aはそれぞれ一次側端子18と接続された状態となり、また二次側電極12bは二次側端子20と接続された状態となる。
[Conductive wire]
One end of a conductive wire 16 (for example, a gold thread wire) is soldered to each of the two primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12 at a substantially central position. One end of a conductive wire 16 (also a gold thread wire) is soldered to the secondary electrode 12b. Then, with the piezoelectric ceramic 12 housed in the case body 14, the other end of each conductive wire 16 is soldered in a state of being entangled with the primary side terminal 18 or the secondary side terminal 20. Yes. As a result, the two primary side electrodes 12 a are connected to the primary side terminal 18, and the secondary side electrode 12 b is connected to the secondary side terminal 20.

また圧電セラミックス12は、ケース体14(収容部14b内)に収容された状態で、例えば図示しないシリコーン接着剤によって接着及び保持される。ケース体14には、例えば両側一対の突出部14aに隣接した開口の縁に2箇所の凹部14cが形成されており、これら凹部14cの位置でシリコーン接着剤が充填(又は塗布)されるものとなっている。シリコーン接着剤は、ケース体14に圧電セラミックス12を接着して保持するとともに、塗布後に定着(固着)した状態においても適度な弾性を発揮する材質である。このため圧電セラミックス12は、駆動時にケース体14の内部で自在に振動することができ、かつ、その振動がシリコーン接着剤で吸収されるものとなっている。なおシリコーン接着剤は、凹部14c以外の位置(例えば一次側電極12aと二次側電極12bとの間の振動の節)に塗布されてもよい。   Further, the piezoelectric ceramic 12 is bonded and held by, for example, a silicone adhesive (not shown) in a state where the piezoelectric ceramic 12 is stored in the case body 14 (in the storage portion 14b). The case body 14 has, for example, two recesses 14c formed at the edge of the opening adjacent to the pair of protrusions 14a on both sides, and is filled (or coated) with silicone adhesive at the positions of these recesses 14c. It has become. The silicone adhesive is a material that exhibits an appropriate elasticity even when the piezoelectric ceramic 12 is adhered and held to the case body 14 and is fixed (fixed) after application. For this reason, the piezoelectric ceramic 12 can freely vibrate inside the case body 14 during driving, and the vibration is absorbed by the silicone adhesive. The silicone adhesive may be applied to a position other than the recess 14c (for example, a vibration node between the primary electrode 12a and the secondary electrode 12b).

〔導電性被膜〕
圧電セラミックス12には、その外面に沿って導電性被膜24が形成されている。この導電性被膜24は、例えば圧電セラミックス12の長手方向に沿う小端面を跨いでその両側に隣接する各側面(一次側電極12aが形成されている各側面)にまで回り込み、各側面において一次側電極12aに重なる(オーバーラップ)するようにして形成されている。このため図1には示されていないが、導電性被膜24は、圧電セラミックス12の反対側の側面においても一次側電極12aに重なるようにして形成されている。
[Conductive coating]
A conductive coating 24 is formed along the outer surface of the piezoelectric ceramic 12. For example, the conductive coating 24 extends to each side surface (each side surface on which the primary electrode 12a is formed) adjacent to both sides of the piezoelectric ceramic 12 across the small end surface along the longitudinal direction, and the primary side on each side surface. It is formed so as to overlap (overlap) the electrode 12a. Therefore, although not shown in FIG. 1, the conductive coating 24 is formed on the opposite side surface of the piezoelectric ceramic 12 so as to overlap the primary electrode 12 a.

このような導電性被膜24は、例えば導電性塗料(樹脂に導電性材料を混合させた塗料)を圧電セラミックス12の外面に塗布することで形成されている。なお、導電性塗料を塗布する方法としては、例えば刷毛を用いて直に塗布する方法、あるいは、導電性塗料を浸透性の担持体に浸透させた状態で、この担持体を圧電セラミックス12に対して一時的に押し付け、そこから転写するようにして塗布する方法、図示しない噴射機(エアブラシ)を用いて導電性塗料を吹き付けながら塗布する方法等がある。また導電性塗料には、上記の塗布方法の使用に適した粘度(流動性)を有するものを使用することができる。   Such a conductive film 24 is formed, for example, by applying a conductive paint (a paint in which a conductive material is mixed with a resin) to the outer surface of the piezoelectric ceramic 12. In addition, as a method of applying the conductive coating, for example, a method of applying directly using a brush, or in a state where the conductive coating is infiltrated into the permeable support, the support is attached to the piezoelectric ceramic 12. There are a method of applying by temporarily pressing and transferring from there, a method of applying while spraying a conductive paint using an unillustrated injector (air brush), and the like. Moreover, what has a viscosity (fluidity) suitable for use of said application | coating method can be used for a conductive paint.

いずれにしても、圧電セラミックス12の外面に導電性塗料を塗布することで、上記の導電性被膜24が形成される。そして導電性被膜24は、圧電セラミックス12の外面に沿って両側の一次側電極12a間を電気的に接続している。   In any case, the conductive coating 24 is formed by applying a conductive paint to the outer surface of the piezoelectric ceramic 12. The conductive coating 24 electrically connects the primary electrodes 12 a on both sides along the outer surface of the piezoelectric ceramic 12.

図2は、圧電トランス10の完成状態を示す斜視図である。上記のように圧電トランス10の完成状態では、ケース体14の収容部14b内に圧電セラミックス12が収容されている。このとき圧電セラミックス12は、その全体が高さ方向でみてケース体14内に埋没しており、その長手方向に沿う小端面(図2に示される状態で上面)はケース体14の開口から突き出ていない。また上記のように各導電線16は、その他端が一次側端子18a又は二次側端子20にそれぞれ絡げ付けた状態で半田付けされている。   FIG. 2 is a perspective view showing a completed state of the piezoelectric transformer 10. As described above, in the completed state of the piezoelectric transformer 10, the piezoelectric ceramic 12 is accommodated in the accommodating portion 14 b of the case body 14. At this time, the piezoelectric ceramic 12 as a whole is buried in the case body 14 in the height direction, and a small end surface (upper surface in the state shown in FIG. 2) along the longitudinal direction protrudes from the opening of the case body 14. Not. Further, as described above, each conductive wire 16 is soldered in a state where the other end is entangled with the primary side terminal 18a or the secondary side terminal 20, respectively.

〔導電性被膜による焦電対策〕
完成した状態の圧電トランス10は、その一次側端子18a及び二次側端子20を下向きにした状態で、例えば図示しない回路基板にフロー槽等を用いて半田付けされることにより、回路基板に実装される。このとき、半田付け時の温度変化(フロー熱)によって圧電セラミックス12に焦電効果による電荷が発生するが、その電荷は主に導電性被膜24を通じて消費される。このため、焦電効果による圧電セラミックス12の劣化が抑えられるとともに、回路基板に形成されている周辺回路(例えば入力回路、出力回路、制御回路等)への放電によるダメージの発生を防止することができる。また導電性被膜24は、圧電トランス10が実装された後においても引き続き機能し、圧電トランス10の使用時における周辺温度の変化に対しても有効な焦電対策となる。
[Countermeasures against pyroelectricity with conductive coating]
The completed piezoelectric transformer 10 is mounted on the circuit board by being soldered to a circuit board (not shown) using a flow tank or the like with the primary side terminal 18a and the secondary side terminal 20 facing downward. Is done. At this time, a charge due to the pyroelectric effect is generated in the piezoelectric ceramic 12 due to a temperature change (flow heat) during soldering, but the charge is mainly consumed through the conductive coating 24. For this reason, deterioration of the piezoelectric ceramic 12 due to the pyroelectric effect can be suppressed, and damage to the peripheral circuits (for example, an input circuit, an output circuit, a control circuit, etc.) formed on the circuit board can be prevented from being generated. it can. Further, the conductive coating 24 continues to function even after the piezoelectric transformer 10 is mounted, and is an effective countermeasure against pyroelectricity against changes in ambient temperature when the piezoelectric transformer 10 is used.

〔導電性被膜の特性〕
ここで導電性被膜24は、一次側電極12a間に付与する抵抗値が圧電セラミックス12の一次側電極12a間における共振抵抗値以上(好ましくはその10倍以上)であり、かつ、一次側電極12a間の絶縁抵抗値の10%以下の範囲内で設定されている。より好ましくは、第1実施形態の使用条件において、導電性被膜24により一次側電極12a間に付与される抵抗値は100GΩ以下とする。さらに望ましくは、その抵抗値を10MΩ〜1GΩの範囲内とする。このような範囲内であれば、圧電トランス10を実装する過程で焦電による損傷を防止することができるし、実装後に圧電トランス10の動作時において導電性被膜24が入力電圧を極端に分圧してしまうことがない。
[Characteristics of conductive film]
Here, the conductive coating 24 has a resistance value applied between the primary side electrodes 12a that is equal to or higher than the resonance resistance value between the primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12 (preferably 10 times or more), and the primary side electrode 12a. It is set within a range of 10% or less of the insulation resistance value. More preferably, in the use conditions of the first embodiment, the resistance value provided between the primary electrodes 12a by the conductive coating 24 is 100 GΩ or less. More preferably, the resistance value is in the range of 10 MΩ to 1 GΩ. Within such a range, damage due to pyroelectricity can be prevented in the process of mounting the piezoelectric transformer 10, and the conductive film 24 extremely divides the input voltage during operation of the piezoelectric transformer 10 after mounting. There is no end.

〔塗布長さによる抵抗値の管理〕
特に第1実施形態では、導電性塗料を塗布する範囲の長さ(図中参照符号L)に基づいて導電性被膜24による抵抗値を管理(調整)することができる。すなわち、導電性塗料は、その塗布した範囲の面積に応じて全体としての抵抗値(一次側電極12a間に付与する抵抗値)が決まる性質のものであるため、塗布する範囲の幅を一定とすると、塗布する長さに応じて(略比例して)抵抗値を決定することができる。
[Management of resistance value by application length]
In particular, in the first embodiment, the resistance value of the conductive coating 24 can be managed (adjusted) based on the length of the range in which the conductive paint is applied (reference symbol L in the figure). That is, since the conductive paint has a property that the overall resistance value (resistance value applied between the primary electrodes 12a) is determined according to the area of the applied range, the width of the applied range is constant. Then, the resistance value can be determined (substantially in proportion) according to the length to be applied.

第1実施形態において導電性塗料を塗布するべき範囲は、圧電セラミックス12の外面に沿う方向(一方の側面から小端面を跨いで他方の側面に至る方向)でみて、2つの一次側電極12a間を接続するのに必要な最小の距離を塗布幅(圧電セラミックス12の厚み+α)として考えることができる。そして、このときの塗布幅で単位長さ分の導電性塗料を塗布した場合に得られる抵抗値を「初期単位抵抗値(Ω/mm)」とすると、導電性被膜24全体として付与する抵抗値(Ω)は、「初期単位抵抗値(Ω/mm)」×「塗布長さ(mm)」によって求められる。   In the first embodiment, the range in which the conductive paint is to be applied is between the two primary electrodes 12a in the direction along the outer surface of the piezoelectric ceramic 12 (the direction from one side surface to the other side surface across the small end surface). The minimum distance necessary to connect the two can be considered as the coating width (thickness of the piezoelectric ceramic 12 + α). Then, assuming that the resistance value obtained when the conductive coating for the unit length is applied with the coating width at this time is “initial unit resistance value (Ω / mm)”, the resistance value provided as the entire conductive film 24 (Ω) is obtained by “initial unit resistance value (Ω / mm)” × “application length (mm)”.

したがって、使用する導電性塗料の物性と必要な塗布幅から初期単位抵抗値(Ω/mm)が明らかになれば、後はその塗布長さLを調整するだけで容易に導電性被膜24による抵抗値を管理することができる。   Therefore, if the initial unit resistance value (Ω / mm) is clarified from the physical properties of the conductive coating used and the required coating width, the resistance by the conductive coating 24 can be easily adjusted by simply adjusting the coating length L thereafter. The value can be managed.

図3は、一次側電極12a間の絶縁抵抗値に対する導電抵抗値の割合と焦電時の発生電圧との関係、そして導電性塗料の塗布長さと抵抗値との関係をそれぞれ示した特性図である。以下、具体的に説明する。   FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the ratio of the conductive resistance value to the insulation resistance value between the primary electrodes 12a and the generated voltage during pyroelectricity, and the relationship between the coating length of the conductive paint and the resistance value. is there. This will be specifically described below.

〔一次側電極間絶縁抵抗値に対する導電抵抗値の割合と焦電時の発生電圧との関係〕
図3中(A):上記の導電性被膜24により一次側電極12a間に付与する導電抵抗値が増加すると、横軸上でみて圧電セラミックス12の一次側電極12a間絶縁抵抗値に対する割合(%)が増加していく。
[Relationship between the ratio of the conductive resistance value to the insulation resistance between the primary electrodes and the voltage generated during pyroelectricity]
In FIG. 3, (A): When the conductive resistance value applied between the primary side electrodes 12a is increased by the conductive coating 24, the ratio (%) to the insulation resistance value between the primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12 as seen on the horizontal axis. ) Will increase.

導電抵抗値の割合がほとんど0%に近ければ(抵抗が僅少)、一次側電極12a同士が短絡されている状態とほとんど同じであるため、焦電時に観測される発生電圧も0(Vdc)に近くなっている。ただし、このような導電抵抗値(絶縁抵抗値に対する割合0%)を設定すると、実際の圧電トランス10の使用時に入力電圧が大幅に分圧されてしまうため、実用的でない。したがって、このような極端に低い抵抗値は適切な数値範囲から除外するものとする。通常、一次側電極12a間に入力電圧の分圧を発生しない抵抗値としては、圧電セラミックス12の一次側電極12a間における共振抵抗値以上とすることが好ましい。したがってここでは、上記の共振抵抗値以上を数値範囲の下限に採用するものとする。   If the proportion of the conductive resistance value is almost 0% (resistance is very small), the generated voltage observed during pyroelectricity is also 0 (Vdc) because it is almost the same as when the primary electrodes 12a are short-circuited. It ’s close. However, setting such a conductive resistance value (a ratio of 0% with respect to the insulation resistance value) is not practical because the input voltage is greatly divided when the piezoelectric transformer 10 is actually used. Therefore, such extremely low resistance values are excluded from an appropriate numerical range. Usually, it is preferable that the resistance value at which the input voltage is not divided between the primary side electrodes 12a is equal to or higher than the resonance resistance value between the primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12. Therefore, here, the resonance resistance value or higher is adopted as the lower limit of the numerical range.

逆に、上記の導電抵抗値を大きくしていった場合、絶縁抵抗値に対する割合が大きくなるほど(抵抗が大)、今度は一次側電極12a同士が絶縁された状態に近くなる。この場合、導電性被膜24を形成していても、焦電による電荷が短時間ではほとんど消費されないことから、結果として観測される発生電圧は大きくなってしまう。本発明の発明者等による検証では、絶縁抵抗値に対する割合が10%を超えたあたりから顕著な発生電圧の上昇が見え始めており、そのときの発生電圧(V2より大きい値)は、周辺回路に対して何らかの損傷を与える可能性がある。   On the contrary, when the conductive resistance value is increased, as the ratio to the insulation resistance value is increased (resistance is increased), the primary side electrodes 12a are closer to being insulated. In this case, even if the conductive film 24 is formed, the electric charge due to pyroelectricity is hardly consumed in a short time, and as a result, the generated voltage increases. In the verification by the inventors of the present invention, a remarkable increase in the generated voltage starts to be observed when the ratio to the insulation resistance value exceeds 10%, and the generated voltage (value greater than V2) at that time is generated in the peripheral circuit. May cause some damage.

これに対し、導電抵抗値の割合が10%以下(例えばPa(%))になると、発生電圧はV2以下の値(例えばV1)に抑えられていることがわかる。以上より本発明の発明者等は、導電性被膜24により付与する抵抗値の最適な範囲として、その下限を共振抵抗値とし、かつ、その上限を絶縁抵抗値の10%以下とすることとした。なお、導電抵抗値の割合が10%であるときの発生電圧(V2)は、焦電による影響が生じることのない適正な上限値であった。   On the other hand, when the ratio of the conductive resistance value is 10% or less (for example, Pa (%)), it can be seen that the generated voltage is suppressed to a value of V2 or less (for example, V1). From the above, the inventors of the present invention decided to set the lower limit as the resonance resistance value and the upper limit as 10% or less of the insulation resistance value as the optimum range of the resistance value provided by the conductive coating 24. . The generated voltage (V2) when the ratio of the conductive resistance value was 10% was an appropriate upper limit value that would not be affected by pyroelectricity.

〔塗布長さと抵抗値との関係〕
図3中(B):上記のように塗布幅(及び塗膜厚)を一定として考えた場合、導電性塗料の塗布長さに略比例して導電抵抗値(この例では簡易的に導電性塗料の抵抗値を示すものとする)を決定することができる。したがって、上記の数値範囲内で予め適切な抵抗値(Ra)を定めておけば、その抵抗値(Ra)を得るのに必要な塗布長さ(La)を容易に決定することができる。
[Relationship between coating length and resistance value]
In FIG. 3, (B): When the coating width (and coating film thickness) is assumed to be constant as described above, the conductive resistance value (in this example, simply conductive) is approximately proportional to the coating length of the conductive paint. The resistance value of the paint shall be indicated). Therefore, if an appropriate resistance value (Ra) is determined in advance within the above numerical range, the coating length (La) necessary to obtain the resistance value (Ra) can be easily determined.

加えて第1実施形態では、図2に示されるように、圧電トランス10の完成状態でも圧電セラミックス12の小端面がケース体14の開口から露出しており、この小端面上に導電性被膜24が形成されていることから、その塗布長さLを容易に目視で検査したり、確認したりすることができる。また、導電性被膜24を導電性塗料で形成しているため、その発色(例えば白色、赤色、青色)により圧電セラミックス12の地色に対して導電性被膜24が際立つため、上記のような目視検査や確認がさらに容易になる。さらに、導電性塗料の発色に応じて抵抗値が異なる場合であっても、その発色から抵抗値が適正であるかどうかを容易に確認することもできる。なお第1実施形態では、例えば圧電セラミックス12及び導電性塗料について以下の条件を採用している。   In addition, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the small end face of the piezoelectric ceramic 12 is exposed from the opening of the case body 14 even when the piezoelectric transformer 10 is completed, and the conductive coating 24 is formed on the small end face. Therefore, the coating length L can be easily visually inspected or confirmed. Further, since the conductive coating 24 is formed of a conductive paint, the conductive coating 24 stands out from the ground color of the piezoelectric ceramic 12 due to the color (for example, white, red, blue). Inspection and confirmation become easier. Furthermore, even if the resistance value varies depending on the color of the conductive paint, it can be easily confirmed whether the resistance value is appropriate from the color. In the first embodiment, for example, the following conditions are adopted for the piezoelectric ceramic 12 and the conductive paint.

先ず第1実施形態の圧電トランス10の使用条件は、例えば以下のものとする。
圧電セラミックス12の材料:PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
圧電セラミックス12の長手寸法20mm程度×幅(高さ)寸法5mm程度、厚み寸法:1mm程度
共振周波数:160kHz
圧電セラミックス12の一次側電極12a間共振抵抗値:100Ω
圧電セラミックス12の一次側電極12a間絶縁抵抗値:2TΩ
First, use conditions of the piezoelectric transformer 10 of the first embodiment are as follows, for example.
Material of piezoelectric ceramic 12: PZT (lead zirconate titanate)
The longitudinal dimension of the piezoelectric ceramic 12 is about 20 mm × width (height) is about 5 mm, and the thickness is about 1 mm. Resonance frequency: 160 kHz
Resonance resistance between the primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12: 100Ω
Insulation resistance between the primary electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12: 2 TΩ

次に、導電性塗料の条件は以下のものとする。
導電性塗料の導電性材料:酸化亜鉛(白色系)
塗布(定着)後の膜厚:20μm
初期単位抵抗値:10MΩ/mm
塗布長さ:1mm〜10mm
抵抗値:10MΩ〜10GΩ
Next, the conditions for the conductive paint are as follows.
Conductive material for conductive paint: zinc oxide (white)
Film thickness after coating (fixing): 20 μm
Initial unit resistance: 10 MΩ / mm
Application length: 1 mm to 10 mm
Resistance value: 10MΩ to 10GΩ

〔第1実施形態のまとめ〕
上述した第1実施形態では、圧電セラミックス12をケース体14に収容して圧電トランス10を完成させているが、圧電トランス10(圧電体モジュール)としての最小構成にケース体14は必須でない。このため第1実施形態の圧電トランス10は、ケース体14を用いることなく、圧電セラミックス12に一次側電極12a及び二次側電極12bを形成し、その外面に導電性被膜24を形成しただけの最小構成であってもよい。
[Summary of First Embodiment]
In the first embodiment described above, the piezoelectric ceramic 12 is accommodated in the case body 14 to complete the piezoelectric transformer 10. However, the case body 14 is not essential for the minimum configuration as the piezoelectric transformer 10 (piezoelectric module). For this reason, the piezoelectric transformer 10 of the first embodiment is formed by forming the primary side electrode 12a and the secondary side electrode 12b on the piezoelectric ceramic 12 without using the case body 14, and forming the conductive coating 24 on the outer surface thereof. A minimum configuration may be used.

また第1実施形態では、圧電セラミックス12の長手方向に沿う小端面上に導電性被膜24を形成しているが、導電性被膜24の配置はその他であってもよい。例えば、圧電セラミックス12の短辺に沿う小端面(図2中で縦方向の小端面)に導電性被膜24が形成されていてもよい。   In the first embodiment, the conductive coating 24 is formed on the small end surface along the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic 12, but the conductive coating 24 may be arranged in other ways. For example, the conductive coating 24 may be formed on the small end face (the small end face in the vertical direction in FIG. 2) along the short side of the piezoelectric ceramic 12.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態の圧電トランス10について説明する。第2実施形態の圧電トランス10もまた、上述した第1実施形態とその基本構成を共通とする。ただし第2実施形態では、導電性被膜24の配置が第1実施形態と異なっており、その点に特徴を有している。以下、第2実施形態の圧電トランス10について、第1実施形態との相違点を中心として説明する。なお、以下の説明では第1実施形態と共通する事項について図示を含めて同じ符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
Next, the piezoelectric transformer 10 according to the second embodiment will be described. The piezoelectric transformer 10 of the second embodiment also has the same basic configuration as that of the first embodiment described above. However, in 2nd Embodiment, arrangement | positioning of the conductive film 24 differs from 1st Embodiment, and it has the characteristic in the point. Hereinafter, the piezoelectric transformer 10 according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. In the following description, items that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals including illustrations, and redundant descriptions thereof are omitted.

図4は、第2実施形態の圧電トランス10の特徴部分を具体的に示す図である。このうち図4中(A)は、圧電トランス10の部分的な平面図であり、また図4中(B)はその一側面図である。以下、具体的に説明する。   FIG. 4 is a diagram specifically showing a characteristic part of the piezoelectric transformer 10 of the second embodiment. 4A is a partial plan view of the piezoelectric transformer 10, and FIG. 4B is a side view thereof. This will be specifically described below.

図4中(A):第2実施形態では、導電性被膜24が圧電セラミックス12の外面ではなく、ケース体14の外面(ここでは上面)に形成されている。すなわち導電性被膜24は、圧電セラミックス12を挟んで両側にそれぞれ位置する一次側端子18a同士の間を接続するようにしてケース体14の外面に沿って形成(塗布)されている。   4A: In the second embodiment, the conductive coating 24 is formed not on the outer surface of the piezoelectric ceramic 12 but on the outer surface (here, the upper surface) of the case body 14. FIG. That is, the conductive coating 24 is formed (applied) along the outer surface of the case body 14 so as to connect between the primary terminals 18 a located on both sides of the piezoelectric ceramic 12.

図4中(B):また一次側端子18aに対して、導電性被膜24はケース体14の上面からその一側面に付着するようにして形成(塗布)されている。これにより、両側の一次側端子18a間が導電性被膜24を介して電気的に接続された状態となる。また、このとき導電性被膜24により一次側端子18aを介して一次側電極12a間に付与される抵抗値は、第1実施形態と同様の最適範囲内で設定されているものとする。   In FIG. 4B, the conductive coating 24 is formed (applied) on the primary side terminal 18a so as to adhere to the one side surface of the case body 14 from the upper surface. As a result, the primary terminals 18a on both sides are electrically connected via the conductive coating 24. At this time, the resistance value provided between the primary side electrodes 12a by the conductive coating 24 via the primary side terminal 18a is set within the optimum range similar to the first embodiment.

上述した第2実施形態の圧電トランス10によれば、導電性被膜24を介して両側の一次側端子18aが接続されていることから、圧電セラミックス12の2つの一次側電極12a間は、結果的に導電性被膜24、各一次側端子18a及び各導電線16を通じて接続された状態にある。したがって、実装時のフローによる温度変化で焦電効果が発生した場合であっても、その電荷が導電性被膜24を通じて短時間のうちに消費されるため、焦電による分極特性の劣化や周辺回路へのダメージを確実に抑えることができる。   According to the piezoelectric transformer 10 of the second embodiment described above, since the primary side terminals 18a on both sides are connected via the conductive film 24, the two primary side electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12 are consequently connected. Are connected through the conductive coating 24, the primary terminals 18 a, and the conductive wires 16. Therefore, even when the pyroelectric effect occurs due to a temperature change due to the flow at the time of mounting, the charge is consumed in a short time through the conductive film 24. The damage to can be surely suppressed.

なお、ここではケース体14の上面だけに導電性被膜24を形成した例を挙げているが、導電性被膜24はケース体14の側面に回り込むようにして形成(塗布)されていてもよいし、あるいは、収容部14bの内面に回り込むようにして導電性被膜24が形成(塗布)されていてもよい。   In this example, the conductive film 24 is formed only on the upper surface of the case body 14. However, the conductive film 24 may be formed (applied) so as to wrap around the side surface of the case body 14. Alternatively, the conductive film 24 may be formed (applied) so as to go around the inner surface of the accommodating portion 14b.

〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態の圧電トランス10について説明する。第3実施形態の圧電トランス10もまた、上述した第1実施形態及び第2実施形態とその基本構成を共通とする。ただし第3実施形態では、導電性被膜24の末端部分の配置が第2実施形態と異なっており、その点に特徴を有している。以下、第3実施形態の圧電トランス10について、第2実施形態との相違点を中心として説明する。なお、ここでも第1,第2実施形態と共通する事項について図示を含めて同じ符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。
[Third Embodiment]
Next, the piezoelectric transformer 10 of 3rd Embodiment is demonstrated. The piezoelectric transformer 10 of the third embodiment also has the same basic configuration as that of the first and second embodiments described above. However, in the third embodiment, the arrangement of the terminal portion of the conductive coating 24 is different from that of the second embodiment and is characterized in that respect. Hereinafter, the piezoelectric transformer 10 according to the third embodiment will be described focusing on differences from the second embodiment. In addition, the same code | symbol including illustration is attached | subjected here also about the matter which is common in 1st, 2nd embodiment, and the duplicate description shall be abbreviate | omitted.

図5は、第3実施形態の圧電トランス10の特徴部分を具体的に示す図である。このうち図5中(A)は、圧電トランス10の部分的な平面図であり、また図5中(B)はその一側面図である。以下、具体的に説明する。   FIG. 5 is a diagram specifically showing the characteristic part of the piezoelectric transformer 10 of the third embodiment. 5A is a partial plan view of the piezoelectric transformer 10, and FIG. 5B is a side view thereof. This will be specifically described below.

図5中(A):第3実施形態においても、上記の第2実施形態と同様に、導電性被膜24が圧電セラミックス12の外面ではなく、ケース体14の外面(ここでは上面)に形成されている。すなわち導電性被膜24は、圧電セラミックス12を挟んで両側にそれぞれ位置する一次側端子18a同士の間を接続するようにしてケース体14の外面に沿って形成(塗布)されている。   In FIG. 5A, also in the third embodiment, the conductive coating 24 is formed not on the outer surface of the piezoelectric ceramic 12 but on the outer surface (here, the upper surface) of the case body 14 as in the second embodiment. ing. That is, the conductive coating 24 is formed (applied) along the outer surface of the case body 14 so as to connect between the primary terminals 18 a located on both sides of the piezoelectric ceramic 12.

ただし第3実施形態の場合、導電性被膜24の末端が各一次側端子18aの一側面にまで達しておらず、その末端はいずれも導電線16までで止まっている。   However, in the case of the third embodiment, the end of the conductive coating 24 does not reach one side surface of each primary side terminal 18 a, and the end stops at the conductive wire 16.

図5中(B):すなわち導電性被膜24は、ケース体14の上面から導電線16に接する位置でその塗布範囲が止まっており、先の第2実施形態で述べたように、一次側端子18aの一側面にまでは到達していない。ただし、一次側端子18aと導電線16とは基本的に同電位であるため、第3実施形態においても、結局は両側の一次側端子18a間が導電性被膜24を介して電気的に接続された状態となる。また導電性被膜24により一次側端子18aを介して一次側電極12a間に付与される抵抗値は、第1実施形態と同様の最適範囲内で設定されているものとする。   In FIG. 5, (B): That is, the coating range of the conductive coating 24 stops at the position in contact with the conductive wire 16 from the upper surface of the case body 14, and as described in the previous second embodiment, the primary side terminal It has not reached one side of 18a. However, since the primary side terminal 18a and the conductive line 16 are basically at the same potential, the primary side terminals 18a on both sides are electrically connected via the conductive film 24 in the third embodiment as well. It becomes a state. In addition, it is assumed that the resistance value provided between the primary side electrodes 12a by the conductive coating 24 via the primary side terminal 18a is set within the same optimal range as in the first embodiment.

上述した第3実施形態の圧電トランス10によれば、導電性被膜24を介して両側の導電線16(一次側端子18a)が接続されていることから、圧電セラミックス12の2つの一次側電極12a間は、結果的に導電性被膜24、各一次側端子18a及び各導電線16を通じて接続された状態にある。したがって、実装時のフローによる温度変化で焦電効果が発生した場合であっても、その電荷が導電性被膜24を通じて短時間のうちに消費されるため、焦電による分極特性の劣化や周辺回路へのダメージを確実に抑えることができる。   According to the piezoelectric transformer 10 of the third embodiment described above, since the conductive wires 16 (primary terminals 18a) on both sides are connected via the conductive film 24, the two primary electrodes 12a of the piezoelectric ceramic 12 are connected. As a result, the conductive film 24, the primary terminals 18a, and the conductive wires 16 are connected. Therefore, even when the pyroelectric effect occurs due to a temperature change due to the flow at the time of mounting, the charge is consumed in a short time through the conductive film 24. The damage to can be surely suppressed.

なお、ここでもケース体14の上面だけに導電性被膜24を形成した例を挙げているが、導電性被膜24はケース体14の側面に回り込むようにして形成(塗布)されていてもよいし、あるいは、収容部14bの内面に回り込むようにして導電性被膜24が形成(塗布)されていてもよい。   Here, an example in which the conductive coating 24 is formed only on the upper surface of the case body 14 is described, but the conductive coating 24 may be formed (applied) so as to wrap around the side surface of the case body 14. Alternatively, the conductive film 24 may be formed (applied) so as to go around the inner surface of the accommodating portion 14b.

〔第4実施形態〕
図6は、第4実施形態の圧電トランス10の構成例を示す斜視図である。なお図6では、圧電トランス10が完成状態で示されており、その姿勢が図1,図2とは上下反転した状態で示されている。なお圧電セラミックス12については、ケース体14に収容された状態あるため、ここでは示されていない。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a perspective view illustrating a configuration example of the piezoelectric transformer 10 according to the fourth embodiment. In FIG. 6, the piezoelectric transformer 10 is shown in a completed state, and the posture thereof is shown upside down with respect to FIGS. 1 and 2. The piezoelectric ceramic 12 is not shown here because it is housed in the case body 14.

第4実施形態の圧電トランス10もまた、上述した第1〜第3実施形態とその基本構成を共通とする。ただし第4実施形態では、導電性被膜24の配置が第2,第3実施形態と大きく異なっており、その点に特徴を有している。以下、第4実施形態の圧電トランス10について、第2,第3実施形態との相違点を中心として説明する。ここでも第1〜第3実施形態と共通する事項について図示を含めて同じ符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。   The piezoelectric transformer 10 of the fourth embodiment also has a basic configuration in common with the first to third embodiments described above. However, the fourth embodiment is significantly different from the second and third embodiments in the arrangement of the conductive coating 24 and is characterized in that respect. Hereinafter, the piezoelectric transformer 10 according to the fourth embodiment will be described focusing on differences from the second and third embodiments. Here, the same reference numerals including those shown in the drawings are attached to the items common to the first to third embodiments, and the duplicate description thereof is omitted.

第4実施形態では、ケース体14の外面のうち、その実装状態でみた上面に導電性被膜24が形成(塗布)されている。すなわち導電性被膜24は、ケース体14の内部で圧電セラミックス12を挟んで両側にそれぞれ位置する導電性部材18の他端部18b同士の間を接続するようにしてケース体14の外面に沿って形成(塗布)されている。なお、ここでも導電性被膜24により導電性部材18を介して一次側電極12a間に付与される抵抗値は、第1実施形態と同様の最適範囲内で設定されているものとする。   In the fourth embodiment, a conductive coating 24 is formed (applied) on the upper surface of the outer surface of the case body 14 as viewed in the mounted state. That is, the conductive coating 24 extends along the outer surface of the case body 14 so as to connect the other end portions 18b of the conductive members 18 located on both sides of the piezoelectric ceramic 12 with the piezoelectric ceramic 12 interposed therebetween. It is formed (applied). In this case as well, it is assumed that the resistance value provided between the primary side electrodes 12a by the conductive coating 24 via the conductive member 18 is set within the same optimal range as in the first embodiment.

上述した第4実施形態の圧電トランス10によれば、導電性被膜24を介して両側の導電性部材18(他端部18b)が接続されていることから、圧電セラミックス12の2つの一次側電極12a間は、結果的に導電性被膜24、各導電性部材18(他端部18bと一次側端子18a)及び各導電線16を通じて接続された状態にある。したがって、実装時のフローによる温度変化で焦電効果が発生した場合であっても、その電荷が導電性被膜24を通じて短時間のうちに消費されるため、焦電による分極特性の劣化や周辺回路へのダメージを確実に抑えることができる。   According to the piezoelectric transformer 10 of the fourth embodiment described above, since the conductive members 18 (other end portions 18b) on both sides are connected via the conductive film 24, the two primary side electrodes of the piezoelectric ceramic 12 are used. As a result, the conductive film 24, the conductive members 18 (the other end 18 b and the primary terminal 18 a), and the conductive wires 16 are connected to each other. Therefore, even when the pyroelectric effect occurs due to a temperature change due to the flow at the time of mounting, the charge is consumed in a short time through the conductive film 24. The damage to can be surely suppressed.

なお、ここでもケース体14の上面だけに導電性被膜24を形成した例を挙げているが、導電性被膜24はケース体14の側面に回り込むようにして形成(塗布)されていてもよい。   Here, an example in which the conductive coating 24 is formed only on the upper surface of the case body 14 is described, but the conductive coating 24 may be formed (applied) so as to wrap around the side surface of the case body 14.

〔第5実施形態〕
次に図7は、第5実施形態の圧電トランス10を構成要素に分解して示した斜視図である。第5実施形態の圧電トランス10は、その完成状態で回路基板30に実装された構成を含むものである。ただし第5実施形態の場合、圧電セラミックス12及びケース体14のいずれにも導電性被膜24が形成されておらず、別の回路基板30に導電性被膜24が形成(塗布)されている点に特徴を有する。
[Fifth Embodiment]
Next, FIG. 7 is a perspective view showing the piezoelectric transformer 10 of the fifth embodiment in an exploded manner. The piezoelectric transformer 10 of the fifth embodiment includes a configuration mounted on the circuit board 30 in a completed state. However, in the case of the fifth embodiment, the conductive coating 24 is not formed on either the piezoelectric ceramic 12 or the case body 14, and the conductive coating 24 is formed (applied) on another circuit board 30. Has characteristics.

回路基板30には、圧電トランス10を挿入実装するための挿通穴(スルーホール)30aが形成されている。このうち、例えば2本の一次側電極12aにそれぞれ対応した位置にあるスルーホール30aの周囲には、それぞれ導電パターン等による接続ランド30bが形成されている。なお回路基板30には、その他の位置にも多数の挿通穴が形成されているが、ここでは特に関係しないため省略する。圧電トランス10が挿入実装される場合、一次側端子18a及び二次側端子20を各挿通穴30aに挿通した状態で、回路基板30の裏面で図示しない配線パターンに半田付けしたり、又は熱硬化型の導電性ペーストを用いて接続したりすることができる。   An insertion hole (through hole) 30 a for inserting and mounting the piezoelectric transformer 10 is formed in the circuit board 30. Among these, for example, connection lands 30b made of conductive patterns or the like are formed around the through holes 30a at positions corresponding to the two primary-side electrodes 12a, respectively. In addition, although many insertion holes are formed in the circuit board 30 at other positions, they are omitted here because they are not particularly relevant. When the piezoelectric transformer 10 is inserted and mounted, the primary side terminal 18a and the secondary side terminal 20 are inserted into the insertion holes 30a, and soldered to a wiring pattern (not shown) on the back surface of the circuit board 30, or thermosetting. It is possible to connect using a conductive paste of a mold.

ここで第5実施形態の圧電トランス10では、これを回路基板30に実装する前の段階で、2つの接続ランド30b間を接続する位置に導電性被膜24が形成(塗布)されている。すなわち導電性被膜24は、回路基板30の上面(実装面)上で接続ランド30b間を接続するようにして形成(塗布)されている。導電性被膜24は、接続ランド30bの全体を被覆して形成されていてもよいし、その一部だけにオーバーラップしていてもよい。また、ここでも導電性被膜24により接続ランド30bを介して一次側電極12a間に付与される抵抗値は、第1実施形態と同様の最適範囲内で設定されているものとする。   Here, in the piezoelectric transformer 10 of the fifth embodiment, the conductive film 24 is formed (applied) at a position where the two connection lands 30b are connected before the piezoelectric transformer 10 is mounted on the circuit board 30. That is, the conductive coating 24 is formed (coated) on the upper surface (mounting surface) of the circuit board 30 so as to connect the connection lands 30b. The conductive coating 24 may be formed so as to cover the entire connection land 30b, or may overlap with only a part thereof. Also here, it is assumed that the resistance value provided between the primary-side electrodes 12a by the conductive coating 24 via the connection lands 30b is set within the same optimal range as in the first embodiment.

上述した第5実施形態の圧電トランス10によれば、その実装先(相手)である回路基板30上で2つの接続ランド30bが導電性被膜24を介して予め接続されている。このため、圧電トランス10の実装時に半田フロー槽を通過する際、例えば回路基板30の裏面にある配線パターンと各一次側端子18aとが半田付けされると、圧電セラミックス12の2つの一次側電極12a間は、結果的に導電性被膜24、各接続ランド30b、各一次側端子18a及び各導電線16を通じて接続された状態になる。したがって、半田フロー槽内での温度変化で焦電効果が発生した場合であっても、その電荷が導電性被膜24を通じて短時間のうちに消費されるため、焦電による分極特性の劣化や周辺回路へのダメージを確実に抑えることができる。   According to the piezoelectric transformer 10 of the fifth embodiment described above, the two connection lands 30b are connected in advance via the conductive film 24 on the circuit board 30 which is the mounting destination (the other party). For this reason, when passing through the solder flow tank when the piezoelectric transformer 10 is mounted, for example, if the wiring pattern on the back surface of the circuit board 30 and each primary side terminal 18a are soldered, the two primary side electrodes of the piezoelectric ceramic 12 As a result, the conductive film 24, the connection lands 30 b, the primary terminals 18 a, and the conductive wires 16 are connected. Therefore, even when the pyroelectric effect occurs due to a temperature change in the solder flow tank, the charge is consumed through the conductive film 24 in a short time, so that the polarization characteristics deteriorate due to pyroelectricity and the surroundings. Damage to the circuit can be reliably suppressed.

なお、ここでは回路基板30の上面(実装面)に導電性被膜24を形成した例を挙げているが、導電性被膜24は回路基板30の下面に形成(塗布)されていてもよい。また、ここでは回路基板30のスルーホール30aを通じて圧電トランス10を挿入実装する場合を例に挙げているが、圧電トランス10は表面実装タイプであってもよい。   Here, an example in which the conductive film 24 is formed on the upper surface (mounting surface) of the circuit board 30 is described, but the conductive film 24 may be formed (coated) on the lower surface of the circuit board 30. In this example, the piezoelectric transformer 10 is inserted and mounted through the through hole 30a of the circuit board 30. However, the piezoelectric transformer 10 may be of a surface mount type.

以上のように各実施形態の圧電トランス10は、回路基板(第5実施形態において回路基板30)への実装時に半田フロー槽を通したり、リフロー装置を通したりする際、その温度変化によって圧電セラミックス12に焦電効果が発生しても、一次側電極12a間が導電性被膜24を通じて接続されているため、焦電による電荷は直ちに消失する(もしくは電荷が溜まらない)。したがって、回路基板上のその他の回路部品に過大な電荷が印加されたり、圧電トランス10の周辺に放電が起こったりすることがなく、実装作業の終了後も引き続き製品の品質を保証することができる。   As described above, when the piezoelectric transformer 10 of each embodiment is passed through a solder flow tank or a reflow device when mounted on a circuit board (the circuit board 30 in the fifth embodiment), the piezoelectric ceramic is changed by the temperature change. Even if the pyroelectric effect is generated in 12, the primary-side electrodes 12a are connected through the conductive coating 24, so that the charge due to pyroelectricity immediately disappears (or the charge does not accumulate). Therefore, an excessive charge is not applied to other circuit components on the circuit board, and no discharge occurs around the piezoelectric transformer 10, and the quality of the product can be continuously guaranteed even after the completion of the mounting operation. .

また、導電性被膜24は、比較的低粘度な導電性塗料を塗布することで形成できるため、例えば導電性接着剤のような高粘度の物質と比較して、塗布後の膜厚を薄く抑えることができる。したがって、必要な抵抗値を確保しつつ、導電性被膜24の体積を最小に抑えることができるため、製品寸法が不用意に大きくなることはない。   In addition, since the conductive coating 24 can be formed by applying a relatively low-viscosity conductive paint, the film thickness after application is reduced compared to a high-viscosity material such as a conductive adhesive. be able to. Therefore, the volume of the conductive coating 24 can be minimized while ensuring the necessary resistance value, so that the product dimensions do not increase carelessly.

また上記の各実施形態において、以下の変形要素を採用することができる。
導電性被膜24は、導電性塗料の他に例えば導電性接着剤を塗布することによって形成することもできるし、導電性粘着テープで形成することもできる。導電性接着剤は、例えばシリコーン接着剤等に導電性材料を混入したものであり、その定着状態においても導電性(抵抗)を有する。導電性粘着テープは、粘着材層に導電性材料を混入させたものであり、同じく貼付した状態で導電性(抵抗)を有する。また、この場合の抵抗値は、第1実施形態で挙げた範囲内で適正に設定されているものとする。
Further, in each of the above embodiments, the following deformation elements can be employed.
The conductive film 24 can be formed by applying, for example, a conductive adhesive in addition to the conductive paint, or can be formed by a conductive adhesive tape. The conductive adhesive is obtained by mixing a conductive material into, for example, a silicone adhesive, and has conductivity (resistance) even in a fixed state. The conductive pressure-sensitive adhesive tape is obtained by mixing a conductive material into the pressure-sensitive adhesive layer, and also has conductivity (resistance) in a state where it is stuck. In addition, the resistance value in this case is appropriately set within the range mentioned in the first embodiment.

また導電性塗料の成分は、上記の例で挙げた酸化亜鉛の他に、ニッケル、銅、炭素等を含有するものであってもよい。   Further, the component of the conductive paint may contain nickel, copper, carbon or the like in addition to the zinc oxide mentioned in the above example.

また本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、圧電セラミックス12の形状は図示のものに限らず、その他の形状であってもよい。またケース体14の形状は、圧電セラミックス12の外形に合わせて適宜に変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications. For example, the shape of the piezoelectric ceramic 12 is not limited to the illustrated shape, and may be other shapes. Further, the shape of the case body 14 can be appropriately modified in accordance with the outer shape of the piezoelectric ceramic 12.

第1実施形態では、導電性被膜24を各一次側電極12aに接触させた状態で形成しているが、導電性被膜24を圧電セラミックス12の外面に形成した状態で一次側電極12a間に付与する抵抗値が上記の適正範囲内にあれば、導電性被膜24が一次側電極12aと直接的に接続されていなくてもよい(圧電セラミックス12の外面上で一次側電極12aと導電性被膜24とが離れて形成されていてもよい。)。   In the first embodiment, the conductive coating 24 is formed in contact with each primary electrode 12a. However, the conductive coating 24 is applied between the primary electrodes 12a with the conductive coating 24 formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic 12. If the resistance value is within the above-mentioned appropriate range, the conductive coating 24 may not be directly connected to the primary electrode 12a (the primary electrode 12a and the conductive coating 24 on the outer surface of the piezoelectric ceramic 12). And may be formed apart from each other.)

各実施形態では圧電トランス10を例に挙げているが、本発明の圧電体モジュールは、例えば圧電アクチュエータや圧電モータ(超音波モータ)にも適用することができる。   In each embodiment, the piezoelectric transformer 10 is taken as an example, but the piezoelectric module of the present invention can be applied to, for example, a piezoelectric actuator or a piezoelectric motor (ultrasonic motor).

その他、各実施形態において図示とともに挙げた構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。   In addition, the structure shown with illustration in each embodiment is a preferable example to the last, and it can be said that the present invention can be suitably implemented even if various elements are added to the basic structure or a part thereof is replaced. Not too long.

10 圧電トランス
12 圧電セラミックス(圧電体)
12a 一次側電極
14 ケース体
18a 一次側端子
20 二次側端子
24 導電性被膜
10 Piezoelectric transformer 12 Piezoelectric ceramics (piezoelectric material)
12a Primary side electrode 14 Case body 18a Primary side terminal 20 Secondary side terminal 24 Conductive coating

Claims (7)

分極された圧電体と、
前記圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極と、
前記電極間を相互に接続するべく前記圧電体の外面に沿って形成され、前記電極間に付与する抵抗値が前記圧電体の前記電極間における共振抵抗値以上で、かつ、前記電極間の絶縁抵抗値の10%以下である導電性被膜と
を備えた圧電体モジュール。
A polarized piezoelectric body;
At least two electrodes formed on the outer surface of the piezoelectric body;
It is formed along the outer surface of the piezoelectric body to connect the electrodes to each other, and the resistance value applied between the electrodes is equal to or greater than the resonance resistance value between the electrodes of the piezoelectric body, and the insulation between the electrodes A piezoelectric module comprising a conductive film having a resistance value of 10% or less.
請求項1に記載の圧電体モジュールにおいて、
前記導電性被膜は、
樹脂と導電性材料とを混合した導電性塗料を前記圧電体の外面上に塗布することで形成されており、
前記導電性塗料を塗布する範囲は、
前記圧電体の外面に沿う方向でみて互いに平行に形成された前記電極の間を接続するのに必要な最小の距離を塗布幅としたとき、この塗布幅で単位長さ分の前記導電性塗料が塗布された場合に前記電極間に付与される単位長さあたりの初期単位抵抗値に基づき、その塗布長さが決定されていることを特徴とする圧電体モジュール。
The piezoelectric module according to claim 1,
The conductive coating is
It is formed by applying a conductive paint mixed with a resin and a conductive material on the outer surface of the piezoelectric body,
The range for applying the conductive paint is:
When the minimum distance necessary to connect the electrodes formed in parallel with each other when viewed in the direction along the outer surface of the piezoelectric body is defined as the coating width, the conductive paint for a unit length of the coating width A piezoelectric module, wherein the coating length is determined based on an initial unit resistance value per unit length applied between the electrodes when the coating is applied.
請求項1又は2に記載の圧電体モジュールにおいて、
前記圧電体を収容した状態で保持するとともに、この保持状態にて前記圧電体の一部の外面を露出させる開口を有したケース体をさらに備え、
前記導電性被膜は、
前記圧電体が前記ケース体に保持された状態で、前記開口を通じて露出する位置に形成されていることを特徴とする圧電体モジュール。
In the piezoelectric body module according to claim 1 or 2,
In addition to holding the piezoelectric body, the case further includes a case body having an opening that exposes a part of the outer surface of the piezoelectric body in the holding state.
The conductive coating is
The piezoelectric body module is formed at a position exposed through the opening in a state where the piezoelectric body is held by the case body.
分極された圧電体と、
前記圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極と、
前記圧電体を収容するケース体と、
前記ケース体に設けられ、前記圧電体を収容した状態で前記電極にそれぞれ接続される少なくとも2本の端子と、
前記端子間を相互に接続するべく前記ケース体の外面に沿って形成され、前記端子を介して前記電極間に付与する抵抗値が前記圧電体の前記電極間における共振抵抗値以上で、かつ、前記電極間の絶縁抵抗値の10%以下である導電性被膜と
を備えた圧電体モジュール。
A polarized piezoelectric body;
At least two electrodes formed on the outer surface of the piezoelectric body;
A case body for housing the piezoelectric body;
At least two terminals provided on the case body and respectively connected to the electrodes in a state in which the piezoelectric body is accommodated;
Formed along the outer surface of the case body to connect the terminals to each other, and a resistance value applied between the electrodes via the terminals is equal to or greater than a resonance resistance value between the electrodes of the piezoelectric body, and A piezoelectric module comprising a conductive film having an insulation resistance value between the electrodes of 10% or less.
請求項4に記載の圧電体モジュールにおいて、
前記ケース体に前記圧電体が収容された状態で、前記各電極と前記各端子とを接続する少なくとも2本の導電線をさらに備え、
前記導電性被膜は、
前記導電線間を相互に接続する状態で前記ケース体の外面に沿って形成されており、前記端子間では、前記各導電線を介して前記各端子に前記導電性被膜が接続されていることを特徴とする圧電体モジュール。
The piezoelectric module according to claim 4, wherein
In a state where the piezoelectric body is accommodated in the case body, the case body further includes at least two conductive wires connecting the electrodes and the terminals,
The conductive coating is
It is formed along the outer surface of the case body in a state in which the conductive wires are connected to each other, and the conductive coating is connected to the terminals via the conductive wires between the terminals. A piezoelectric module characterized by the above.
分極された圧電体と、
前記圧電体の外面に形成された少なくとも2つの電極と、
前記圧電体が実装された状態で、前記各電極を通じて前記圧電体の入力信号又は出力信号の少なくとも一方を伝送する回路が形成された回路基板と、
前記回路基板上で前記圧電体の前記各電極と前記回路とを接続するべく少なくとも2箇所に配置された導電パターンと、
前記回路基板上で前記導電パターン間を相互に接続するべく前記回路基板の外面に沿って形成され、前記導電パターンを介して前記電極間に付与する抵抗値が前記圧電体の前記電極間における共振抵抗値以上で、かつ、前記電極間の絶縁抵抗値の10%以下である導電性被膜と
を備えた圧電体モジュール。
A polarized piezoelectric body;
At least two electrodes formed on the outer surface of the piezoelectric body;
A circuit board on which a circuit for transmitting at least one of an input signal or an output signal of the piezoelectric body is formed through the electrodes in a state where the piezoelectric body is mounted;
A conductive pattern disposed on at least two locations on the circuit board to connect the electrodes of the piezoelectric body and the circuit;
A resistance value provided between the electrodes through the conductive pattern is formed along the outer surface of the circuit board so as to connect the conductive patterns to each other on the circuit board, and resonance between the electrodes of the piezoelectric body. A piezoelectric module comprising: a conductive film having a resistance value or more and 10% or less of an insulation resistance value between the electrodes.
請求項1から6のいずれかに記載の圧電体モジュールにおいて、
前記導電性被膜は、
前記電極間に付与する抵抗値が前記圧電体の前記電極間における共振抵抗値の10倍以上であることを特徴とする圧電体モジュール。
In the piezoelectric body module according to any one of claims 1 to 6,
The conductive coating is
A piezoelectric module, wherein a resistance value applied between the electrodes is 10 times or more a resonance resistance value between the electrodes of the piezoelectric body.
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