JP3082724B2 - 圧電磁器トランスおよびその製造方法 - Google Patents
圧電磁器トランスおよびその製造方法Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型で高効率の電
力伝送が求められる電源回路用の圧電磁器トランスおよ
びその製造方法に関するものである。
力伝送が求められる電源回路用の圧電磁器トランスおよ
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電源回路用の圧電磁器トランスは、一般
に、一次側の交流電圧が印加される駆動部と、出力電極
を有する発電部とからなっていて、前記駆動部と前記発
電部との間には絶縁層が介在している構造となってい
る。このような圧電磁器トランスとしては、特開平５−
２０６５３９号公報、特開平５−２３５４３４号公報、
特開昭６１−５４６８６号公報に記載されているものが
知られている。
に、一次側の交流電圧が印加される駆動部と、出力電極
を有する発電部とからなっていて、前記駆動部と前記発
電部との間には絶縁層が介在している構造となってい
る。このような圧電磁器トランスとしては、特開平５−
２０６５３９号公報、特開平５−２３５４３４号公報、
特開昭６１−５４６８６号公報に記載されているものが
知られている。
【０００３】図７ないし図９は電源回路用の圧電磁器ト
ランスの従来例で、図７は特開平５−２０６５３９号公
報、図８は特開平５−２３５４３４号公報、図９は特開
昭６１−５４６８６号公報にそれぞれ記載されている圧
電磁器トランスである。図７および図８に示す圧電磁器
トランスは、厚み方向の縦振動を利用したもので、厚み
方向に分極された圧電磁器５６，６８を内部電極５３，
６６を介在させて多数積層してなる駆動部５１，５
１′，６１と、この駆動部５１，５１′，６１との間に
介在する絶縁部５５，６５および圧電磁器層５７，６８
からなる発電部５２，６２とで概略構成されている。こ
れらの圧電磁器トランスは、駆動部５１，５１′，６１
と発電部５２，６２の間の絶縁部５５，６５部分に未分
極の圧電磁器を配し、絶縁部５５，６５も含めて一体焼
結により形成される。また、絶縁部５５，６５部分に未
分極の圧電磁器以外の他の材質からなる絶縁板を配して
圧電磁器トランスを形成することもある。
ランスの従来例で、図７は特開平５−２０６５３９号公
報、図８は特開平５−２３５４３４号公報、図９は特開
昭６１−５４６８６号公報にそれぞれ記載されている圧
電磁器トランスである。図７および図８に示す圧電磁器
トランスは、厚み方向の縦振動を利用したもので、厚み
方向に分極された圧電磁器５６，６８を内部電極５３，
６６を介在させて多数積層してなる駆動部５１，５
１′，６１と、この駆動部５１，５１′，６１との間に
介在する絶縁部５５，６５および圧電磁器層５７，６８
からなる発電部５２，６２とで概略構成されている。こ
れらの圧電磁器トランスは、駆動部５１，５１′，６１
と発電部５２，６２の間の絶縁部５５，６５部分に未分
極の圧電磁器を配し、絶縁部５５，６５も含めて一体焼
結により形成される。また、絶縁部５５，６５部分に未
分極の圧電磁器以外の他の材質からなる絶縁板を配して
圧電磁器トランスを形成することもある。
【０００４】また、図９に示す圧電磁器トランスは、駆
動部７１と発電部７２とが分離して設けられ、駆動部７
１の電極の一部を分離して帰還用電極７６とし、この帰
還用電極７６を電力増幅器７７の入力側に接続し、残り
の電極部分７４を電力増幅器７７の出力側に接続し、駆
動部７１を図８のＸ方向に自動発振させ電気的信号を機
械的信号に変換し、この振動を駆動部７１と発電部７２
とを電気的に絶縁する誘電体７０を介して発電部７２に
伝え、この発電部７２において機械的信号を電気的信号
に変換し端子７８，７９から出力するものである。
動部７１と発電部７２とが分離して設けられ、駆動部７
１の電極の一部を分離して帰還用電極７６とし、この帰
還用電極７６を電力増幅器７７の入力側に接続し、残り
の電極部分７４を電力増幅器７７の出力側に接続し、駆
動部７１を図８のＸ方向に自動発振させ電気的信号を機
械的信号に変換し、この振動を駆動部７１と発電部７２
とを電気的に絶縁する誘電体７０を介して発電部７２に
伝え、この発電部７２において機械的信号を電気的信号
に変換し端子７８，７９から出力するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の圧電磁器トランスは、絶縁部に駆動部や発電部
と同じ材質の圧電磁器板を用いているため、駆動部と発
電部の絶縁性を十分に保つためにはある程度以上の厚み
が必要となる。そのため、圧電磁器トランスの小型化を
図ることが困難であるという問題があった。このような
問題は、圧電磁器以外の材質の絶縁板や誘電体を用いた
場合も同様である。また、上記した従来の圧電磁器トラ
ンスは、絶縁部に圧電磁器等を用いているため、感電等
の危険を回避するために、絶縁部の厚みをある程度以上
にする必要があった。さらに、絶縁部が振動を伝えやす
いものであるため、ノイズも大きいという問題があっ
た。
た従来の圧電磁器トランスは、絶縁部に駆動部や発電部
と同じ材質の圧電磁器板を用いているため、駆動部と発
電部の絶縁性を十分に保つためにはある程度以上の厚み
が必要となる。そのため、圧電磁器トランスの小型化を
図ることが困難であるという問題があった。このような
問題は、圧電磁器以外の材質の絶縁板や誘電体を用いた
場合も同様である。また、上記した従来の圧電磁器トラ
ンスは、絶縁部に圧電磁器等を用いているため、感電等
の危険を回避するために、絶縁部の厚みをある程度以上
にする必要があった。さらに、絶縁部が振動を伝えやす
いものであるため、ノイズも大きいという問題があっ
た。
【０００６】本発明は、圧電磁器トランスにおいて、駆
動部と発電部の絶縁性を保持したままで絶縁部の厚みを
薄くして圧電磁器トランスの小型化を図ることができ、
かつ、安全で、ノイズ等の少ない高効率な小型の圧電機
器トランスを提供することにある。
動部と発電部の絶縁性を保持したままで絶縁部の厚みを
薄くして圧電磁器トランスの小型化を図ることができ、
かつ、安全で、ノイズ等の少ない高効率な小型の圧電機
器トランスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点に
かんがみてなされたもので、請求項１に記載の圧電磁器
トランスは、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配
され、かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器
層が厚み方向に分極されている積層体からなる駆動部と
発電部が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスにお
いて、前記駆動部と前記発電部とを各部の内部電極が互
いに電気的に接触しないように接合するとともに、前記
駆動部と前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を形成
した構成とした。このように、絶縁性に優れる空気層を
介在させたので、絶縁部の厚みを薄くして圧電磁器トラ
ンスの小型化を図ることができるうえ、安全性にも優れ
る圧電磁器トランスを得ることができる。また、空気層
は振動を伝えにくいので、ノイズの少ない高効率な小型
の圧電機器トランスを得ることができる。
かんがみてなされたもので、請求項１に記載の圧電磁器
トランスは、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配
され、かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器
層が厚み方向に分極されている積層体からなる駆動部と
発電部が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスにお
いて、前記駆動部と前記発電部とを各部の内部電極が互
いに電気的に接触しないように接合するとともに、前記
駆動部と前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を形成
した構成とした。このように、絶縁性に優れる空気層を
介在させたので、絶縁部の厚みを薄くして圧電磁器トラ
ンスの小型化を図ることができるうえ、安全性にも優れ
る圧電磁器トランスを得ることができる。また、空気層
は振動を伝えにくいので、ノイズの少ない高効率な小型
の圧電機器トランスを得ることができる。
【０００８】請求項２記載の圧電磁器トランスは、請求
項１に記載の圧電磁器トランスにおいて、前記駆動部と
前記発電部とは、前記駆動部と前記発電部の対向面から
圧電磁器トランスの厚み方向に突出して形成された凸部
によって接合され、この凸部によって前記駆動部と前記
発電部との間に形成された間隙に空気層からなる絶縁部
を設けて構成した。このように構成することにより、凸
部の寸法を適宜に選択して、駆動部と発電部との間に所
望の厚さの絶縁部を形成することができる。
項１に記載の圧電磁器トランスにおいて、前記駆動部と
前記発電部とは、前記駆動部と前記発電部の対向面から
圧電磁器トランスの厚み方向に突出して形成された凸部
によって接合され、この凸部によって前記駆動部と前記
発電部との間に形成された間隙に空気層からなる絶縁部
を設けて構成した。このように構成することにより、凸
部の寸法を適宜に選択して、駆動部と発電部との間に所
望の厚さの絶縁部を形成することができる。
【０００９】請求項３記載の圧電磁器トランスは、請求
項２記載の圧電磁器トランスにおいて、前記凸部を前記
駆動部または前記発電部のいずれか一方に設けて構成し
た。このように構成することにより、凸部を駆動部およ
び発電部の双方に設ける場合に比して安価に圧電磁器ト
ランスを製造することができる。
項２記載の圧電磁器トランスにおいて、前記凸部を前記
駆動部または前記発電部のいずれか一方に設けて構成し
た。このように構成することにより、凸部を駆動部およ
び発電部の双方に設ける場合に比して安価に圧電磁器ト
ランスを製造することができる。
【００１０】請求項４記載の圧電磁器トランスの製造方
法は、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配され、
かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器層が厚
み方向に分極されている積層体からなる駆動部と発電部
が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの製造方法
において、前記駆動部および前記発電部を別々に形成
し、前記駆動部および前記発電部の対向面から圧電磁器
トランスの厚み方向に突出する凸部を設け、この凸部で
前記駆動部および前記発電部を接合することにより前記
駆動部および前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を
形成した方法とした。この方法により、絶縁性に優れる
空気層により絶縁部を形成することができ、絶縁部の厚
みを薄くして圧電磁器トランスの小型化を図ることがで
きるうえ、安全性にも優れ、かつ、ノイズの少ない高効
率な小型の圧電機器トランスを得ることができる。ま
た、凸部の寸法調整により、絶縁部の厚みを自由に設定
することができる。
法は、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配され、
かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器層が厚
み方向に分極されている積層体からなる駆動部と発電部
が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの製造方法
において、前記駆動部および前記発電部を別々に形成
し、前記駆動部および前記発電部の対向面から圧電磁器
トランスの厚み方向に突出する凸部を設け、この凸部で
前記駆動部および前記発電部を接合することにより前記
駆動部および前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を
形成した方法とした。この方法により、絶縁性に優れる
空気層により絶縁部を形成することができ、絶縁部の厚
みを薄くして圧電磁器トランスの小型化を図ることがで
きるうえ、安全性にも優れ、かつ、ノイズの少ない高効
率な小型の圧電機器トランスを得ることができる。ま
た、凸部の寸法調整により、絶縁部の厚みを自由に設定
することができる。
【００１１】請求項５記載の圧電磁器トランスの製造方
法は、前記凸部を前記駆動部または前記発電部のいずれ
か一方に設けた方法とした。この方法により、凸部を駆
動部および発電部の双方に設ける場合に比して安価に圧
電磁器トランスを製造することができる。
法は、前記凸部を前記駆動部または前記発電部のいずれ
か一方に設けた方法とした。この方法により、凸部を駆
動部および発電部の双方に設ける場合に比して安価に圧
電磁器トランスを製造することができる。
【００１２】請求項６記載の圧電磁器トランスの製造方
法は、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配され、
かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器層が厚
み方向に分極されている積層体からなる駆動部と発電部
が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの製造方法
において、前記駆動部および前記発電部の間に可燃材を
充填して積層体を形成し、この積層体を焼結して圧電磁
器トランスを形成すると同時に前記可燃材を燃焼させて
空気層からなる絶縁部を形成する方法とした。このよう
な方法により、空気層を絶縁部とした圧電磁器トランス
を安価に製造することができる。
法は、複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に配され、
かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁器層が厚
み方向に分極されている積層体からなる駆動部と発電部
が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの製造方法
において、前記駆動部および前記発電部の間に可燃材を
充填して積層体を形成し、この積層体を焼結して圧電磁
器トランスを形成すると同時に前記可燃材を燃焼させて
空気層からなる絶縁部を形成する方法とした。このよう
な方法により、空気層を絶縁部とした圧電磁器トランス
を安価に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１はこの発明の第１の実施形態
にかかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）
は（ａ）の圧電磁器トランスのＡ−Ａ方向断面図、図２
は図１の圧電磁器トランスの内部電極構造を説明する断
面図である。この実施形態における圧電磁器トランスの
圧電磁器板１０は、平面視して正方形状に形成されてい
る。圧電磁器板１０の材質にはＰＺＴ（PbZrO３−PbT
iO３）系のものを用いた。また、この実施形態におい
て圧電磁器板１０の寸法は、厚み方向に直交する縦横２
０mm，厚み方向の幅３．３mmとした。
したがって説明する。図１はこの発明の第１の実施形態
にかかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）
は（ａ）の圧電磁器トランスのＡ−Ａ方向断面図、図２
は図１の圧電磁器トランスの内部電極構造を説明する断
面図である。この実施形態における圧電磁器トランスの
圧電磁器板１０は、平面視して正方形状に形成されてい
る。圧電磁器板１０の材質にはＰＺＴ（PbZrO３−PbT
iO３）系のものを用いた。また、この実施形態におい
て圧電磁器板１０の寸法は、厚み方向に直交する縦横２
０mm，厚み方向の幅３．３mmとした。
【００１４】圧電磁器トランスは、厚み方向に２分割さ
れ、それぞれに駆動部１１、発電部１２が形成されてい
る。駆動部１１および発電部１２は、図２中矢印で示す
ように、圧電磁器１９を介在して相隣り合う内部電極１
５が圧電磁器トランスの厚み方向に互いに逆向きとなる
ように分極された積層構造をなしている。内部電極１５
および圧電磁器１９の積層は、周知のセラミック積層技
術によって行うことができる。この実施形態において駆
動部１１は三層のセラミック層、発電部１２は九層のセ
ラミック層として形成した。
れ、それぞれに駆動部１１、発電部１２が形成されてい
る。駆動部１１および発電部１２は、図２中矢印で示す
ように、圧電磁器１９を介在して相隣り合う内部電極１
５が圧電磁器トランスの厚み方向に互いに逆向きとなる
ように分極された積層構造をなしている。内部電極１５
および圧電磁器１９の積層は、周知のセラミック積層技
術によって行うことができる。この実施形態において駆
動部１１は三層のセラミック層、発電部１２は九層のセ
ラミック層として形成した。
【００１５】外部電極１３は駆動部１１の内部電極１５
を外部側面で交互に接続し、ハンダ接続により端子１４
と接続している。外部電極はＡｇペーストをスクリーン
印刷・焼成することにより側端面に形成した。内部電極
１５は、一層おきにそれぞれ圧電磁器１９の対向する側
面に突出し、外部電極１３によって側面上で一層ごとに
交互に接続されている。この実施形態において、内部電
極１５の寸法は、厚み方向に直交する縦横１８mmとして
形成した。なお、塗布・焼成以外の方法としては、例え
ば蒸着法やスバッタ法を用いることができ、また、Ａｇ
以外の導電材料を使用して薄膜を形成することも可能で
ある。
を外部側面で交互に接続し、ハンダ接続により端子１４
と接続している。外部電極はＡｇペーストをスクリーン
印刷・焼成することにより側端面に形成した。内部電極
１５は、一層おきにそれぞれ圧電磁器１９の対向する側
面に突出し、外部電極１３によって側面上で一層ごとに
交互に接続されている。この実施形態において、内部電
極１５の寸法は、厚み方向に直交する縦横１８mmとして
形成した。なお、塗布・焼成以外の方法としては、例え
ば蒸着法やスバッタ法を用いることができ、また、Ａｇ
以外の導電材料を使用して薄膜を形成することも可能で
ある。
【００１６】駆動部１１と発電部１２とは、各部１１，
１２の内部電極１５が互いに電気的に接触しないように
外周部周辺で接続されている。また、駆動部１１と発電
部１２との間には絶縁ギャップ（絶縁用の隙間）が形成
され、空気層からなる絶縁部１６が形成されている。こ
の実施形態において、前記絶縁ギャツプ部の寸法は縦横
１６mmで厚み方向の幅を１mmとした。また、駆動部１１
と発電部１２の端面には、未分極の圧電磁器層１８が配
設されている。これら駆動部１１と発電部１２，絶縁部
１６，未分極の圧電磁器層１８は、焼結により一体に形
成されている。
１２の内部電極１５が互いに電気的に接触しないように
外周部周辺で接続されている。また、駆動部１１と発電
部１２との間には絶縁ギャップ（絶縁用の隙間）が形成
され、空気層からなる絶縁部１６が形成されている。こ
の実施形態において、前記絶縁ギャツプ部の寸法は縦横
１６mmで厚み方向の幅を１mmとした。また、駆動部１１
と発電部１２の端面には、未分極の圧電磁器層１８が配
設されている。これら駆動部１１と発電部１２，絶縁部
１６，未分極の圧電磁器層１８は、焼結により一体に形
成されている。
【００１７】このような構成の圧電磁器トランスを、厚
み縦振動モード利用のトランスとして駆動させたとこ
ろ、その共振周波数は、アドミタンスの周波数特性から
２．３ＭＨｚと推定され、電力伝送試験により２Ｗの出
力電力、最大エネルギー変換効率９２％が得られた。
み縦振動モード利用のトランスとして駆動させたとこ
ろ、その共振周波数は、アドミタンスの周波数特性から
２．３ＭＨｚと推定され、電力伝送試験により２Ｗの出
力電力、最大エネルギー変換効率９２％が得られた。
【００１８】図３は本発明の圧電磁器トランスの第２の
実施形態にかかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面
図、（ｂ）は（ａ）の圧電磁器トランスの断面図であ
る。図３に示すように、この実施形態では、圧電磁器板
２０の正方形状の裏面を主面としたとき、この主面と平
行な面で圧電磁器トランスを厚み方向に３等分してい
る。そして、そのうち中央の領域を駆動部２１とし、こ
の駆動部２１の両側の領域を発電部２２，２２′として
構成している。
実施形態にかかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面
図、（ｂ）は（ａ）の圧電磁器トランスの断面図であ
る。図３に示すように、この実施形態では、圧電磁器板
２０の正方形状の裏面を主面としたとき、この主面と平
行な面で圧電磁器トランスを厚み方向に３等分してい
る。そして、そのうち中央の領域を駆動部２１とし、こ
の駆動部２１の両側の領域を発電部２２，２２′として
構成している。
【００１９】駆動部２１およぴ発電部２２，２２′のそ
れぞれは、前記主面に平行に形成され厚み方向に対向す
る複数の内部電極１５と各内部電極１５間の領域とより
なる積層構造を有し、かつ、互いに隣り合う内部電極１
５間の領域は、第１の実施形態と同様、分極方向が逆向
きとなるように分極が施されている。駆動部２１と発電
部２２，２２′の間には、先の実施形態と同様に、絶縁
ギャップ層が形成され、空気層からなる絶縁部１６が形
成されている。
れぞれは、前記主面に平行に形成され厚み方向に対向す
る複数の内部電極１５と各内部電極１５間の領域とより
なる積層構造を有し、かつ、互いに隣り合う内部電極１
５間の領域は、第１の実施形態と同様、分極方向が逆向
きとなるように分極が施されている。駆動部２１と発電
部２２，２２′の間には、先の実施形態と同様に、絶縁
ギャップ層が形成され、空気層からなる絶縁部１６が形
成されている。
【００２０】この場合、絶縁部１６は、駆動部２１と一
方の発電部２２および駆動部２１と他方の発電部２２′
の両方に必要となるが、本発明の圧電磁器トランスは駆
動部２１と発電部２２，２２′間の絶縁性に優れるた
め、絶縁部１５の厚さを極めて薄くすることができ、圧
電磁器トランスをさらに小型薄型化なものにすることが
できる。またさらに、この実施形態における圧電磁器ト
ランスは、厚み方向に対して対称構造であるため、スプ
リアスとなるような余分な振動モードが励振されにくい
という利点がある。
方の発電部２２および駆動部２１と他方の発電部２２′
の両方に必要となるが、本発明の圧電磁器トランスは駆
動部２１と発電部２２，２２′間の絶縁性に優れるた
め、絶縁部１５の厚さを極めて薄くすることができ、圧
電磁器トランスをさらに小型薄型化なものにすることが
できる。またさらに、この実施形態における圧電磁器ト
ランスは、厚み方向に対して対称構造であるため、スプ
リアスとなるような余分な振動モードが励振されにくい
という利点がある。
【００２１】なお、この実施形態では、駆動部２１が中
央の領域に１つ設けられ、駆動部２１を挟むように二つ
の発電部２２，２２′が設けられている場合について説
明したが、発電部が中央に１つで、駆動部が前記発電部
を挟み込むように２つとする対称構造の圧電磁器トラン
スとしてもよい。
央の領域に１つ設けられ、駆動部２１を挟むように二つ
の発電部２２，２２′が設けられている場合について説
明したが、発電部が中央に１つで、駆動部が前記発電部
を挟み込むように２つとする対称構造の圧電磁器トラン
スとしてもよい。
【００２２】本発明による駆動部と発電部の絶縁性を強
化した圧電磁器トランスの動作モードは、厚み方向の縦
振動モードであっても、輪郭広がり振動モードであって
もどちらでも構わない。以下の実施形態では、輪郭広が
りの振動モードを利用した圧電磁器トランスの場合につ
いて説明する。
化した圧電磁器トランスの動作モードは、厚み方向の縦
振動モードであっても、輪郭広がり振動モードであって
もどちらでも構わない。以下の実施形態では、輪郭広が
りの振動モードを利用した圧電磁器トランスの場合につ
いて説明する。
【００２３】図４は圧電磁器板の形状を円板型とした本
発明の圧電磁器トランスの第３の実施形態にかかり、
（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は（ａ）の
圧電磁器トランスのＡ″−Ａ″方向断面図である。な
お、この第３の実施形態における圧電磁器トランスの内
部電極構造については、第１の実施形態の圧電磁器トラ
ンス（図２参照）と変わりがないので、図示は省略す
る。
発明の圧電磁器トランスの第３の実施形態にかかり、
（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は（ａ）の
圧電磁器トランスのＡ″−Ａ″方向断面図である。な
お、この第３の実施形態における圧電磁器トランスの内
部電極構造については、第１の実施形態の圧電磁器トラ
ンス（図２参照）と変わりがないので、図示は省略す
る。
【００２４】この実施形態においても、圧電磁器１９の
材質としてはＰＺＴ（PbZrO３−PbTiO３）系のもの
を用いた。圧電磁器円板３０の寸法は直径３０mm、厚さ
５mmm である。この実施形態における圧電磁器トランス
は平面視して全体が円板形状であるので、駆動部１１に
おいては径方向へ伝わる振動を利用することになる。
材質としてはＰＺＴ（PbZrO３−PbTiO３）系のもの
を用いた。圧電磁器円板３０の寸法は直径３０mm、厚さ
５mmm である。この実施形態における圧電磁器トランス
は平面視して全体が円板形状であるので、駆動部１１に
おいては径方向へ伝わる振動を利用することになる。
【００２５】また、第１および第２の実施形態と同様
に、内部電極１５が圧電磁器トランスの厚み方向に互い
違いに逆向きに分極された積層構造をなしている。内部
電極１５および圧電磁器１９の積層は、周知のセラミッ
ク積層技術によって行い、駆動部は三層のセラミック
層、発電部は十二層のセラミック層とした。内部電極１
５は外側面から２mmのマージンを持ち、直径２６mmとし
た。絶縁ギャップ部の寸法は直径２６mmで厚さ１mmであ
る。また、内部電極１５は一層おきにそれぞれ圧電磁器
１９の対向する側面に突出し、外部電極１３によって側
面上で一層ごとに交互に接続されている。
に、内部電極１５が圧電磁器トランスの厚み方向に互い
違いに逆向きに分極された積層構造をなしている。内部
電極１５および圧電磁器１９の積層は、周知のセラミッ
ク積層技術によって行い、駆動部は三層のセラミック
層、発電部は十二層のセラミック層とした。内部電極１
５は外側面から２mmのマージンを持ち、直径２６mmとし
た。絶縁ギャップ部の寸法は直径２６mmで厚さ１mmであ
る。また、内部電極１５は一層おきにそれぞれ圧電磁器
１９の対向する側面に突出し、外部電極１３によって側
面上で一層ごとに交互に接続されている。
【００２６】駆動部１１と発電部１２との間には絶縁ギ
ャップ（絶縁用の隙間）が形成され、空気層からなる絶
縁部１６が形成されている。これら駆動部１１と発電部
１２，絶縁部１６，駆動部１１および発電部１２の両端
の未分極の圧電磁器層１８は、焼結により一体に形成さ
れている。この圧電磁器トランスを径方向に拡がる振動
を基本モードとして駆動させたところ、その共振周波数
は、アドミタンスの周波数特性から７３ＫＨｚと測定さ
れた。この圧電磁器トランスに１０オームの負荷を接続
し、電力伝送試験を行ったところ、２０Ｗの出力電力、
９６％の最大エネルギー変換効率が得られた．このよう
に、この実施形態においても、図１の圧電磁器トランス
と同様の効果が得られ有効である。
ャップ（絶縁用の隙間）が形成され、空気層からなる絶
縁部１６が形成されている。これら駆動部１１と発電部
１２，絶縁部１６，駆動部１１および発電部１２の両端
の未分極の圧電磁器層１８は、焼結により一体に形成さ
れている。この圧電磁器トランスを径方向に拡がる振動
を基本モードとして駆動させたところ、その共振周波数
は、アドミタンスの周波数特性から７３ＫＨｚと測定さ
れた。この圧電磁器トランスに１０オームの負荷を接続
し、電力伝送試験を行ったところ、２０Ｗの出力電力、
９６％の最大エネルギー変換効率が得られた．このよう
に、この実施形態においても、図１の圧電磁器トランス
と同様の効果が得られ有効である。
【００２７】次に、本発明の圧電磁器トランスの製造方
法を、図５および図６にしたがって説明する。図５は空
気層からなる絶縁部を形成した圧電磁器トランスの製造
方法の説明図にかかり、その工程図である。まず、駆動
部１１（図１参照）と発電部１２をそれぞれ別々に焼結
し、それぞれ独立した積層体を形成する（工程１，
２）。
法を、図５および図６にしたがって説明する。図５は空
気層からなる絶縁部を形成した圧電磁器トランスの製造
方法の説明図にかかり、その工程図である。まず、駆動
部１１（図１参照）と発電部１２をそれぞれ別々に焼結
し、それぞれ独立した積層体を形成する（工程１，
２）。
【００２８】次いで、駆動部１１および発電部１２の両
方の片側表面の外周部近傍に、圧電磁器トランスの厚み
方向に突出する凸部を形成する（工程３，４）。凸部は
積層体の形成後に削成，研磨によって形成することがで
きる。なお、この凸部は、駆動部１１および発電部１２
の内部電極１５が互いに電気的に接触しないように形成
されなければならない。また、この実施形態では、駆動
部１１および発電部１２の双方に凸部を形成しているが
いずれか一方に形成するものとしてもよい。凸部を形成
した後は、駆動部１１および発電部１２のそれぞれの凸
部を突き合わせ、強力接着剤により接着接合する（工程
５）。このようにして、空気層からなる絶縁部１６を有
する圧電磁器トランスを得ることができる。
方の片側表面の外周部近傍に、圧電磁器トランスの厚み
方向に突出する凸部を形成する（工程３，４）。凸部は
積層体の形成後に削成，研磨によって形成することがで
きる。なお、この凸部は、駆動部１１および発電部１２
の内部電極１５が互いに電気的に接触しないように形成
されなければならない。また、この実施形態では、駆動
部１１および発電部１２の双方に凸部を形成しているが
いずれか一方に形成するものとしてもよい。凸部を形成
した後は、駆動部１１および発電部１２のそれぞれの凸
部を突き合わせ、強力接着剤により接着接合する（工程
５）。このようにして、空気層からなる絶縁部１６を有
する圧電磁器トランスを得ることができる。
【００２９】空気層からなる絶縁部１６を有する圧電磁
器トランスの製造方法は上記のものに限られない。図６
は本発明の圧電磁器トランスの製造方法の第２の実施形
態にかかり、その工程図である。圧電磁器トランスは、
積層セラミックコンデンサで使われているグリーンシー
トセラミック積層技術を用いて形成する（工程１′）。
圧電磁器の焼結前に、駆動部と発電部との間の絶縁ギャ
ップ層に可燃性の材料（例えば、炭素）を充填する（工
程２′）。この後、積層体を焼結させると、絶縁ギャッ
プ層内の可燃性材料が燃焼するので、内部には空気層か
らなる絶縁部１６が形成されることになる（工程
３′）。このようにすることにより、空気層からなる絶
縁部１６を有する圧電磁器トランスを安価かつ容易に製
造することができる。
器トランスの製造方法は上記のものに限られない。図６
は本発明の圧電磁器トランスの製造方法の第２の実施形
態にかかり、その工程図である。圧電磁器トランスは、
積層セラミックコンデンサで使われているグリーンシー
トセラミック積層技術を用いて形成する（工程１′）。
圧電磁器の焼結前に、駆動部と発電部との間の絶縁ギャ
ップ層に可燃性の材料（例えば、炭素）を充填する（工
程２′）。この後、積層体を焼結させると、絶縁ギャッ
プ層内の可燃性材料が燃焼するので、内部には空気層か
らなる絶縁部１６が形成されることになる（工程
３′）。このようにすることにより、空気層からなる絶
縁部１６を有する圧電磁器トランスを安価かつ容易に製
造することができる。
【００３０】上述してきたように、本発明による圧電磁
器トランスおよびその製造方法によれば、絶縁性に優れ
る空気層で絶縁部を形成しているので、絶縁部の厚みを
可能な限り薄くして絶縁性を十分に維持したまま、圧電
磁器トランスの小型，薄型化を図ることが可能になる。
また、空気層は振動を伝えにくいので、ノイズの少ない
高効率な圧電磁器トランスを得ることができる。
器トランスおよびその製造方法によれば、絶縁性に優れ
る空気層で絶縁部を形成しているので、絶縁部の厚みを
可能な限り薄くして絶縁性を十分に維持したまま、圧電
磁器トランスの小型，薄型化を図ることが可能になる。
また、空気層は振動を伝えにくいので、ノイズの少ない
高効率な圧電磁器トランスを得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】上記構成の本発明の圧電磁器トランスに
よれば、駆動部と発電部との絶縁性を一定以上に維持し
たままで絶縁部の厚みを薄くして圧電磁器トランスの小
型化を図ることができ、かつ、安全性に優れノイズの少
ない圧電磁器トランスを得ることができる。
よれば、駆動部と発電部との絶縁性を一定以上に維持し
たままで絶縁部の厚みを薄くして圧電磁器トランスの小
型化を図ることができ、かつ、安全性に優れノイズの少
ない圧電磁器トランスを得ることができる。
【００３２】また、本発明の圧電磁器トランスの製造方
法によれば、駆動部と発電部との絶縁性を一定以上に維
持したままで絶縁部の厚みを薄くして小型，安価で、か
つ、安全性に優れノイズの少ない高効率の圧電磁器トラ
ンスを得ることができる。
法によれば、駆動部と発電部との絶縁性を一定以上に維
持したままで絶縁部の厚みを薄くして小型，安価で、か
つ、安全性に優れノイズの少ない高効率の圧電磁器トラ
ンスを得ることができる。
【図１ 】この発明の第１の実施形態にかかり、（ａ）
は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は（ａ）の圧電磁
器トランスのＡ−Ａ方向断面図である。
は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は（ａ）の圧電磁
器トランスのＡ−Ａ方向断面図である。
【図２】図１の圧電磁器トランスの内部電極構造を説明
する断面図である。
する断面図である。
【図３】本発明の圧電磁器トランスの第２の実施形態に
かかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は
（ａ）の圧電磁器トランスのＡ′−Ａ′方向断面図であ
る。
かかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は
（ａ）の圧電磁器トランスのＡ′−Ａ′方向断面図であ
る。
【図４】本発明の圧電磁器トランスの第３の実施形態に
かかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は
（ａ）の圧電磁器トランスのＡ″−Ａ″断面図である。
かかり、（ａ）は圧電磁器トランスの平面図、（ｂ）は
（ａ）の圧電磁器トランスのＡ″−Ａ″断面図である。
【図５】絶縁部を空気層とした圧電磁器トランスの製造
方法の説明図にかかり、その工程図である。
方法の説明図にかかり、その工程図である。
【図６】本発明の圧電磁器トランスの製造方法の第２の
実施形態にかかり、その工程図である。
実施形態にかかり、その工程図である。
【図７】この発明の従来例にかかり、特開平５−２０６
５３９号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
５３９号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
【図８】この発明の従来例にかかり、特開平５−２３５
４３４号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
４３４号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
【図９】この発明の従来例にかかり、特開昭６１−５４
６８６号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
６８６号公報に記載されている圧電磁器トランスであ
る。
１０，２０ 圧電磁器板 １１，２１ 駆動部 １２，２２，２２′ 発電部 １３ 外部電極 １４ 端子 １５ 内部電極 １６ 絶縁部 １８ 未分極部 １９ 圧電磁器 ３０ 圧電磁器円板
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に
配され、かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁
器層が厚み方向に分極されている積層体からなる駆動部
と発電部が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスに
おいて、 前記駆動部と前記発電部とを各部の内部電極が互いに電
気的に接触しないように接合するとともに、前記駆動部
と前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を形成したこ
と、 を特徴とする圧電磁器トランス。 - 【請求項２】 前記駆動部と前記発電部とは、前記駆動
部と前記発電部の対向面から圧電磁器トランスの厚み方
向に突出して形成された凸部によって接合され、この凸
部によって前記駆動部と前記発電部との間に形成された
間隙に空気層からなる絶縁部が設けられていること、 を特徴とする請求項１に記載の圧電磁器トランス。 - 【請求項３】 前記凸部は、前記駆動部または前記発電
部のいずれか一方に設けたこと、 を特徴とする請求項２に記載の圧電磁器トランス。 - 【請求項４】 複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に
配され、かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁
器層が厚み方向に分極されている積層体からなる駆動部
と発電部が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの
製造方法において、 前記駆動部および前記発電部を別々に形成し、前記駆動
部および前記発電部の対向面から圧電磁器トランスの厚
み方向に突出する凸部を設け、この凸部で前記駆動部お
よび前記発電部を接合することにより前記駆動部および
前記発電部の間に空気層からなる絶縁部を形成したこ
と、 を特徴とする圧電磁器トランスの製造方法。 - 【請求項５】 前記凸部は、前記駆動部または前記発電
部のいずれか一方に設けたこと、 を特徴とする請求項４に記載の圧電磁器トランスの製造
方法。 - 【請求項６】 複数の内部電極層と圧電磁器層が交互に
配され、かつ、前記内部電極層を介して隣接する圧電磁
器層が厚み方向に分極されている積層体からなる駆動部
と発電部が、厚み方向に配置された圧電磁器トランスの
製造方法において、 前記駆動部および前記発電部の間に可燃材を充填して積
層体を形成し、この積層体を焼結して圧電磁器トランス
を形成すると同時に前記可燃材を燃焼させて空気層から
なる絶縁部を形成すること、 を特徴とする圧電磁器トランスの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09307711A JP3082724B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 圧電磁器トランスおよびその製造方法 |
| US09/188,379 US6100625A (en) | 1997-11-10 | 1998-11-10 | Piezoelectric ceramic transducer and method of forming the same |
| EP98309165A EP0917215A3 (en) | 1997-11-10 | 1998-11-10 | Piezoelectric ceramic transducer and method of forming the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09307711A JP3082724B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 圧電磁器トランスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145527A JPH11145527A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3082724B2 true JP3082724B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=17972326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09307711A Expired - Fee Related JP3082724B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 圧電磁器トランスおよびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6100625A (ja) |
| EP (1) | EP0917215A3 (ja) |
| JP (1) | JP3082724B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06322876A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-22 | Natl House Ind Co Ltd | 屋根パネルの支持構造 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1138287C (zh) * | 1999-06-01 | 2004-02-11 | 李竑一 | 扩张振模的多输出复合结构压电变压器 |
| IL134182A (en) | 2000-01-23 | 2006-08-01 | Vls Com Ltd | Method and apparatus for visual lossless pre-processing |
| US6753929B1 (en) * | 2000-06-28 | 2004-06-22 | Vls Com Ltd. | Method and system for real time motion picture segmentation and superposition |
| JP2003086857A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Nec Tokin Corp | 圧電トランス |
| US20040232806A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-25 | Hiroshi Nakatsuka | Piezoelectric transformer, power supply circuit and lighting unit using the same |
| US7639892B2 (en) * | 2004-07-26 | 2009-12-29 | Sheraizin Semion M | Adaptive image improvement |
| US7903902B2 (en) * | 2004-07-26 | 2011-03-08 | Sheraizin Semion M | Adaptive image improvement |
| EP1776725B1 (de) * | 2004-08-13 | 2010-06-30 | Epcos Ag | Piezoelektrischer transformator |
| JP4747540B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-08-17 | 日本電気株式会社 | 圧電トランス |
| US7526142B2 (en) * | 2005-02-22 | 2009-04-28 | Sheraizin Vitaly S | Enhancement of decompressed video |
| DE102007009230A1 (de) * | 2007-02-26 | 2008-08-28 | Epcos Ag | Transformatoranordnung mit einem piezoelektrischen Transformator |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3489931A (en) * | 1968-08-30 | 1970-01-13 | Bourns Inc | Monolithic electrical transformer |
| JPH0779221B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1995-08-23 | 株式会社村田製作所 | チップ型圧電素子 |
| US5163209A (en) * | 1989-04-26 | 1992-11-17 | Hitachi, Ltd. | Method of manufacturing a stack-type piezoelectric element |
| US5118982A (en) * | 1989-05-31 | 1992-06-02 | Nec Corporation | Thickness mode vibration piezoelectric transformer |
| JP2965602B2 (ja) * | 1990-02-26 | 1999-10-18 | 日立金属株式会社 | 積層型変位素子 |
| JP3064458B2 (ja) * | 1991-04-02 | 2000-07-12 | 日本電気株式会社 | 厚み縦振動圧電磁器トランスとその駆動方法 |
| US5367500A (en) * | 1992-09-30 | 1994-11-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Transducer structure |
| US6004644A (en) * | 1994-07-26 | 1999-12-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Zirconia diaphragm structure and piezoelectric/electrostrictive film element having the zirconia diaphragm structure |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP09307711A patent/JP3082724B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-11-10 US US09/188,379 patent/US6100625A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-10 EP EP98309165A patent/EP0917215A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06322876A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-22 | Natl House Ind Co Ltd | 屋根パネルの支持構造 |
Also Published As
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|---|---|
| US6100625A (en) | 2000-08-08 |
| EP0917215A3 (en) | 2000-02-02 |
| JPH11145527A (ja) | 1999-05-28 |
| EP0917215A2 (en) | 1999-05-19 |
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