JP3194234B2 - Piezoelectric ceramic rectangular plate, method of manufacturing the same, piezoelectric transformer using the piezoelectric ceramic, and oscillation circuit using the piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric ceramic rectangular plate, method of manufacturing the same, piezoelectric transformer using the piezoelectric ceramic, and oscillation circuit using the piezoelectric transformer

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JP3194234B2
JP3194234B2 JP27121891A JP27121891A JP3194234B2 JP 3194234 B2 JP3194234 B2 JP 3194234B2 JP 27121891 A JP27121891 A JP 27121891A JP 27121891 A JP27121891 A JP 27121891A JP 3194234 B2 JP3194234 B2 JP 3194234B2
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子式複写機や静電式
空気清浄器などに用いられる直流高電圧電源の内、特に
圧電振動子の機械振動を利用した圧電トランスに関し、
入出力端子を振動の節の点から取り出すことにより信頼
性を高めると同時に、駆動回路を簡単にした圧電トラン
ス,その製造方法,及び圧電トランスを用いた発振回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer utilizing mechanical vibration of a piezoelectric vibrator, particularly to a DC high voltage power supply used in an electronic copying machine or an electrostatic air cleaner.
The present invention relates to a piezoelectric transformer whose reliability is improved by extracting an input / output terminal from a node of a vibration and at the same time, a driving circuit is simplified, a manufacturing method thereof, and an oscillation circuit using the piezoelectric transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の圧電トランスの構造の概略
を示す斜視図である。図4において、圧電セラミックス
矩形板1には長さ方向のおよそ半分の部分に厚さ方向に
対向する電極2および3が形成され、これら電極2およ
び3が形成された部分と反対の端面に電極4が形成され
ている。この圧電トランスにおいて、電極2、3の部分
は厚さ方向に分極され、電極4と電極2,3との間の部
分は圧電セラミックス矩形板1の長さ方向に分極されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view schematically showing the structure of a conventional piezoelectric transformer. In FIG. 4, electrodes 2 and 3 are formed on a piezoelectric ceramic rectangular plate 1 at approximately half the length thereof in the thickness direction. Electrodes 2 and 3 are formed on the end face opposite to the portion where these electrodes 2 and 3 are formed. 4 are formed. In this piezoelectric transformer, portions of the electrodes 2 and 3 are polarized in the thickness direction, and portions between the electrode 4 and the electrodes 2 and 3 are polarized in the length direction of the piezoelectric ceramic rectangular plate 1.

【0003】図5はこの圧電トランスの動作原理の説明
図であり、図5(a)は圧電セラミックス矩形板の断面
図、図5(b)は圧電セラミックス矩形板が長さ方向振
動の1波長共振モードで振動している場合の変位分布で
あり、図5(c)はその時の歪分布を示している。図5
(a)において、電極3をアース端子とし、電極2に圧
電セラミックス矩形板の長さ方向振動の1波長共振モー
ドの共振周波数に等しい周波数の電圧を印加すると矩形
板は図5(b),(c)に示すように振動する。この時
電極3と端面電極4との間には圧電効果により電圧を発
生する。ここで、電極2に印加した入力電圧と端面電極
4に発生した出力電圧について説明すると、電極2と電
極3の対向間隔は電極3と端面電極4との間隔に比べて
充分に小さく、電極2,3の面積は端面電極4の面積よ
りも充分大きいため入力側の静電容量は出力側の静電容
量に比べて充分大きな値となる。従って、入力側に低い
電圧を印加して振動子を励振した場合、出力側に電圧を
印加した時に同じ大きさの振動を発生させるのに必要な
電圧とほぼ等しい大きさの電圧が出力端子に発生する。
すなわち出力端子には入力電圧の数十倍の電圧を容易に
発生させることが出来る。
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of the operation principle of the piezoelectric transformer. FIG. 5A is a sectional view of a piezoelectric ceramic rectangular plate, and FIG. FIG. 5C shows a displacement distribution in the case of vibrating in the resonance mode, and FIG. 5C shows a strain distribution at that time. FIG.
In FIG. 5A, when the electrode 3 is used as a ground terminal and a voltage having a frequency equal to the resonance frequency of the one-wavelength resonance mode of the longitudinal vibration of the piezoelectric ceramic rectangular plate is applied to the electrode 2, the rectangular plate becomes as shown in FIGS. Vibrates as shown in c). At this time, a voltage is generated between the electrode 3 and the end face electrode 4 by a piezoelectric effect. Here, the input voltage applied to the electrode 2 and the output voltage generated at the end face electrode 4 will be described. The distance between the electrode 2 and the electrode 3 is sufficiently smaller than the distance between the electrode 3 and the end face electrode 4. , 3 are sufficiently larger than the area of the end face electrode 4, the capacitance on the input side is a sufficiently large value compared to the capacitance on the output side. Therefore, when a low voltage is applied to the input side to excite the vibrator, a voltage of approximately the same magnitude as that required to generate the same magnitude of vibration when the voltage is applied to the output side is applied to the output terminal. appear.
That is, a voltage several tens times the input voltage can be easily generated at the output terminal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧電トランスにおいて、振動子を振動に影響
を与えないように支持するためには振動の節の部分で支
持する必要がある。一方、前述したように出力端子は振
動振幅の最も大きな端面から取り出す必要があるため、
リード線の重さによる振動子特性の変化および、振動に
よるリード線取り出し部の断線など、特性の劣化と信頼
性の悪化を招くと言う欠点があり、特に出力端子の取り
出し部に導電ゴムなどの振動に与える影響の小さい材料
を用いたり、端面電極として圧電セラミックスとの密着
性の高い電極を形成したりするなどの特別の工程を必要
としていた。
However, in such a conventional piezoelectric transformer, it is necessary to support the vibrator at a node of the vibration in order to support the vibrator without affecting the vibration. On the other hand, as described above, since the output terminal needs to be taken out from the end face having the largest vibration amplitude,
There are drawbacks such as changes in the oscillator characteristics due to the weight of the lead wire, and breakage of the lead wire take-out part due to vibration, which leads to deterioration in characteristics and reliability. Special processes were required, such as using a material having little effect on vibration and forming an electrode having high adhesion to piezoelectric ceramics as an end face electrode.

【0005】図6は従来の圧電トランスを用いた発振回
路の一例であり、駆動用トランス5により振動子1に加
えられた電圧に対して振動子1に流れる電流の大きさを
帰還用トランス6により検出し増幅用トランジスタ7の
ベースに加えて電流が最大となる周波数すなわち圧電振
動子の共振周波数で自励発振を可能としている。
FIG. 6 shows an example of an oscillation circuit using a conventional piezoelectric transformer. In response to a voltage applied to the vibrator 1 by a driving transformer 5, a magnitude of a current flowing through the vibrator 1 is determined by a feedback transformer 6. Thus, self-oscillation is enabled at the frequency at which the current is maximized in addition to the base of the amplification transistor 7, that is, the resonance frequency of the piezoelectric vibrator.

【0006】図7は従来の圧電トランスを用いた発振回
路の他の例であり、圧電トランス用振動子1に流れる電
流の大きさを抵抗8により検出し移相回路9を介して増
幅用トランジスタ10,及び10′のベースに加えて、
電流が最大となる周波数すなわち圧電振動子の共振周波
数で自励発振を可能としている。
FIG. 7 shows another example of an oscillation circuit using a conventional piezoelectric transformer. The magnitude of the current flowing through the vibrator 1 for the piezoelectric transformer is detected by a resistor 8, and an amplifying transistor is provided via a phase shift circuit 9. In addition to the 10, and 10 'bases,
Self-excited oscillation is enabled at the frequency at which the current is maximized, that is, at the resonance frequency of the piezoelectric vibrator.

【0007】図6および図7に示した従来の圧電トラン
スを用いた発振回路においては駆動用トランスを使用し
たり、帰還用のトランスを必要としているから、この発
振回路に含まれる駆動回路が複雑になると言う欠点があ
った。
In the conventional oscillator circuit using a piezoelectric transformer shown in FIGS. 6 and 7, a driving transformer is used or a feedback transformer is required, so that the driving circuit included in the oscillator circuit is complicated. Had the disadvantage of becoming

【0008】本発明の技術的課題は、以上に示した従来
の圧電トランスの欠点を除去し、簡単な構造で信頼性が
高く、駆動回路の簡単な圧電トランスを製造する方法及
び圧電トランスを用いた発振回路を提供することであ
る。
The technical object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional piezoelectric transformer, to provide a method for manufacturing a piezoelectric transformer having a simple structure, high reliability and a simple driving circuit, and to use the piezoelectric transformer. It is to provide an oscillation circuit that has been used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、長さ、
厚さおよび奥行きをもち、前記長さ方向に一方の端面か
ら実質的に互いに等しい大きさの第1乃至第3の部分を
有し、前記厚さ方向に互いに対向した第1および第2の
主面を有するセラミックス矩形板と、前記セラミックス
矩形板の前記第1の部分の前記第1および第2の主面上
に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向して形成された第
1及び第2の電極と、前記第2の部分と前記第3の部分
との境界にある前記第1および第2の主面上に、それぞ
れ、厚さ方向に互いに対向し、かつ前記奥行き方向に延
びるように形成された帯状の第3および第4の電極と、
前記第3の部分の長さ方向中心位置の前記第1および第
2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向し、か
つ前記奥行き方向に延びるように形成された帯状の第5
および第6の電極とを有し、前記第3の電極と前記第4
の電極とは互いに電気的に接続されており、前記第5の
電極と前記第6の電極とは互いに電気的に接続されてお
り、前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流高電
圧が印加されることによって、それらの間に厚さ方向の
分極が施されており、前記第2の電極と前記第3の電極
との間および前記第3の電極と前記第5の電極との間に
直流高電圧が印加されることによって、それらの間に長
さ方向に互いに逆向きの分極が施されていることを特徴
とする圧電セラミックス矩形板が得られる。 また、本発
明によれば、長さ、厚さおよび奥行きをもち、前記長さ
方向に一方の端面から実質的に互いに等しい大きさの第
1乃至第3の部分を有し、前記厚さ方向に互いに対向し
た第1および第2の主面を有するセラミックス矩形板を
用意し、前記セラミックス矩形板の前記第1の部分の前
記第1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互
いに対向して第1及び第2の電極を形成し、前記第2の
部分と前記第3の部分との境界にある前記第1および第
2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向し、か
つ前記奥行き方向に延びる帯状の第3および第4の電極
を形成し、前記第3の部分の長さ方向中心位置の前記第
1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに
対向し、かつ前記奥行き方向に延びる帯状の第5および
第6の電極を形成し、前記第3の電極と前記第4の電極
とを互いに電気的に接続し、前記第5の電極と前記第6
の電極とを互いに電気的に接続し、前記第1の電極と前
記第2の電極との間に直流高電圧を印加して、それらの
間に厚さ方向の分極を施し、前記第2の電極と前記第3
の電極との間および前記第3の電極と前記第5の電極と
の間に直流高電圧を印加して、それらの間に長さ方向に
互いに逆向きの分極を施すステップを有する圧電セラミ
ックス矩形板の製造方法が得られる。
According to the present invention, a length,
One end face in the length direction, having thickness and depth
From the first to third portions having substantially the same size as each other.
A first and a second facing each other in the thickness direction.
A ceramic rectangular plate having a main surface;
On the first and second major surfaces of the first portion of the rectangular plate
In addition, each formed in opposition to each other in the thickness direction
First and second electrodes, the second part and the third part
On the first and second main surfaces at the boundary with
Opposing each other in the thickness direction and extending in the depth direction.
Third and fourth strip-shaped electrodes formed so as to extend;
The first and the third central portions in the longitudinal center position
2 on the main surface of each, facing each other in the thickness direction,
A fifth strip-shaped member extending in the depth direction;
And a sixth electrode, wherein the third electrode and the fourth electrode
Are electrically connected to each other, and the fifth electrode
The electrode and the sixth electrode are electrically connected to each other.
Between the first electrode and the second electrode.
Pressure is applied, the thickness
The second electrode and the third electrode are polarized.
And between the third electrode and the fifth electrode
When a high DC voltage is applied, the
It is characterized by the opposite polarization in the vertical direction
Is obtained. In addition,
According to the description, first to third portions having a length, a thickness and a depth and having substantially the same size from one end face in the length direction and facing each other in the thickness direction. A ceramic rectangular plate having first and second main surfaces is prepared, and is opposed to each other in the thickness direction on the first and second main surfaces of the first portion of the ceramic rectangular plate. Forming first and second electrodes on the first and second main surfaces at a boundary between the second portion and the third portion, respectively, in a thickness direction. And forming strip-shaped third and fourth electrodes extending in the depth direction, on the first and second main surfaces at the longitudinal central position of the third portion, respectively, in the thickness direction. Fifth and sixth strip-shaped electrodes facing each other and extending in the depth direction are formed. , The third electrode and a fourth electrode electrically connected to one another, the said fifth electrode 6
Are electrically connected to each other, a high DC voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and polarization in the thickness direction is applied between the first electrode and the second electrode. Electrodes and the third
A DC high voltage is applied to and between the third electrode and the fifth electrode of the electrodes, the piezoelectric ceramic rectangular having a step of applying a reverse polarization to each other in the longitudinal direction between them A method of manufacturing a plate is obtained.

【0010】また、この製造方法により製造された圧電
セラミックス矩形板を用いた圧電トランスであって、前
記圧電セラミックス矩形板が長さ方向振動の2分の3波
長共振モードで振動している場合の振動の節の位置に入
力端子および出力端子が取り付けてなる圧電トランスが
得られる。
A piezoelectric transformer using a piezoelectric ceramic rectangular plate manufactured by this manufacturing method, wherein the piezoelectric ceramic rectangular plate vibrates in a three-half wavelength resonance mode of longitudinal vibration. A piezoelectric transformer in which the input terminal and the output terminal are mounted at the positions of the nodes of vibration is obtained.

【0011】さらに、この圧電トランスを用いた発振回
路であって、前記圧電トランスを駆動するための増幅回
路と位相推移を行う移相回路とを備え、前記帰還端子か
らの出力を前記移相回路に入力させ、該移相回路からの
出力を前記増幅回路に入力させ、該増幅回路の出力を前
記入力端子に入力信号として供給して発振させたことを
特徴とする発振回路が得られる。
An oscillation circuit using the piezoelectric transformer, further comprising an amplifier circuit for driving the piezoelectric transformer and a phase shift circuit for performing a phase shift, wherein an output from the feedback terminal is output to the phase shift circuit. And the output from the phase shift circuit is input to the amplifier circuit, and the output of the amplifier circuit is supplied to the input terminal as an input signal to oscillate.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明について図面を用いて詳しく説明
する。図1は本発明の一実施例による圧電トランスに用
いられる圧電振動子1′の構造の概略を示す斜視図であ
る。圧電セラミックス矩形板21の一方の端面からおよ
そ前記圧電セラミックス矩形板の長さの3分の1の領域
の一方の面のほぼ全面に電極23形成し、前記電極23
に対向して電極22および島状の部分電極24を形成す
る。電極22は島状の部分電極を分離して形成された陸
状の電極である。部分電極24は出来るだけ振動の節と
なる端面から矩形板の長さの6分の1の位置に形成する
のがよい。さらに同じ端面から矩形板の長さの3分の2
の位置および6分の5の位置にそれぞれ厚さ方向に対向
する帯状電極25,25′および26,26′を形成す
る。帯状電極25,25′および26,26′をそれぞ
れ電気的に接続した後、電極23と電極22および部分
電極24の部分に厚さ方向の分極を施し、電極23と帯
状電極25の間の部分および帯状電極25と帯状電極2
6の間の部分は矩形板の長さ方向で、互いに逆向きに分
極を施す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of a piezoelectric vibrator 1 'used in a piezoelectric transformer according to one embodiment of the present invention. An electrode 23 is formed on substantially the entire surface of one side of a length of the piezoelectric ceramic rectangular plate 21 from one end surface of the piezoelectric ceramic rectangular plate 21.
, An electrode 22 and an island-shaped partial electrode 24 are formed. The electrode 22 is a land-like electrode formed by separating island-like partial electrodes. The partial electrode 24 is preferably formed as far as possible from an end face serving as a node of vibration to one sixth of the length of the rectangular plate. Two thirds of the length of the rectangular plate from the same end face
And the strip electrodes 25, 25 'and 26, 26' opposed to each other in the thickness direction are formed at the position of. After the strip electrodes 25, 25 'and 26, 26' are electrically connected to each other, polarization in the thickness direction is applied to the electrode 23, the electrode 22, and the partial electrode 24, and a portion between the electrode 23 and the strip electrode 25 is formed. And the strip electrode 25 and the strip electrode 2
The portions between 6 are polarized in opposite directions to each other in the length direction of the rectangular plate.

【0013】さらに、詳しく本発明の圧電セラミックス
矩形板21の製造方法のステップを列挙して説明する。
まず、長さ、厚さおよび奥行きをもち、前記長さ方向に
一方の端面から実質的に互いに等しい大きさの第1乃至
第3の部分を有し、前記厚さ方向に互いに対向した第1
および第2の主面を有するセラミックス矩形板を用意す
る。前記セラミックス矩形板の前記第1の部分の前記第
1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに
対向して第1及び第2の電極22および23を形成す
る。前記第2の部分と前記第3の部分との境界にある前
記第1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互
いに対向し、かつ前記奥行き方向に延びる帯状の第3お
よび第4の電極25および25’を形成する。前記第3
の部分の長さ方向中心位置の前記第1および第2の主面
上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向し、かつ前記奥
行き方向に延びる帯状の第5および第6の電極26およ
び26’を形成する。前記第3の電極25と前記第4の
電極25’とを互いに電気的に接続し、前記第5の電極
26と前記第6の電極26’とを互いに電気的に接続す
る。前記第1の電極22と前記第2の電極23との間に
直流高電圧を印加して、それらの間に厚さ方向の分極を
施す。前記第2の電極23と前記第3の電極25との間
および前記第3の電極25と前記第5の電極26との間
に直流高電圧を印加して、それらの間に長さ方向に互い
に逆向きの分極を施す。
Further, the steps of the method of manufacturing the piezoelectric ceramic rectangular plate 21 of the present invention will be listed and described in detail.
First, a first portion having a length, a thickness, and a depth, having first to third portions substantially equal to each other from one end face in the length direction and facing each other in the thickness direction.
And a ceramic rectangular plate having a second main surface is prepared. First and second electrodes 22 and 23 are formed on the first and second main surfaces of the first portion of the ceramic rectangular plate so as to face each other in the thickness direction. On the first and second main surfaces at the boundary between the second portion and the third portion, third and third strip-shaped third and third strips are provided to face each other in the thickness direction and extend in the depth direction, respectively. Four electrodes 25 and 25 ' are formed. The third
The strip-shaped fifth and sixth electrodes 26 and 26 respectively opposing each other in the thickness direction and extending in the depth direction are provided on the first and second main surfaces at the center positions in the length direction of the portion.
And 26 ' . The third electrode 25 and the fourth electrode 25 ' are electrically connected to each other, and the fifth electrode 25'
The 26 sixth electrode 26 'and Ru electrically connected to <br/> each other. A high DC voltage is applied between the first electrode 22 and the second electrode 23 to polarize them in the thickness direction. A DC high voltage is applied between the fifth electrode 26 and between the third electrode 25 of the said second electrode 23 the third electrode 25, the length between them Polarization is performed in opposite directions.

【0014】このようなステップを介して圧電セラミッ
クス矩形板が得られる。
Through such steps, a piezoelectric ceramic rectangular plate is obtained.

【0015】この製造方法により製造された圧電セラミ
ックス矩形板を用いた圧電トランスは、前記圧電セラミ
ックス矩形板が長さ方向振動の2分の3波長共振モード
で振動している場合の振動の節の位置に入力端子22a
および出力端子26aが取り付けてある。前記第2の電
極はアース電極23であって、このアース電極23の長
さ方向中心位置にアース端子23aが取り付けられ、前
記入力端子22が前記第1の電極の長さ方向中心位置に
取り付けられ、前記出力端子26aが前記第5の電極に
取り付けられている。前記第1の電極は、その長さ方向
の中心位置で比較的小さい領域を占める第1の部分電極
と、該第1の部分電極とは絶縁された状態で前記第1の
電極の残りの部分を形成する第2の部分電極とから成
り、前記入力端子は前記第2の部分電極に取り付けら
れ、前記第1の部分電極は帰還電極24であって、この
帰還電極24に帰還端子24aが取り付けられている。
The piezoelectric transformer using the piezoelectric ceramic rectangular plate manufactured by this manufacturing method is a vibration node in a case where the piezoelectric ceramic rectangular plate is vibrating in a three-wavelength resonance mode of longitudinal vibration. Input terminal 22a in position
And an output terminal 26a. The second electrode is an earth electrode 23, and an earth terminal 23a is attached to the center of the earth electrode 23 in the longitudinal direction. The input terminal 22 is attached to the center of the first electrode in the longitudinal direction. And the output terminal 26a is attached to the fifth electrode. The first electrode has a first partial electrode occupying a relatively small area at a center position in a longitudinal direction thereof, and the remaining portion of the first electrode is insulated from the first partial electrode. , The input terminal is attached to the second partial electrode, the first partial electrode is a feedback electrode 24, and a feedback terminal 24a is attached to the feedback electrode 24. Have been.

【0016】図2は本発明の圧電トランスの動作原理の
説明図であり、図2(a)は圧電セラミックス矩形板2
1の断面図、図2(b)は圧電セラミックス矩形板21
が長さ方向振動の2分の3波長共振モードで振動してい
る場合の変位分布であり、図6(c)はその時の歪分布
を示している。図2において、電極23をアース端子と
し、電極22に圧電セラミックス矩形板の長さ方向振動
の2分の3波長共振モードの共振周波数に等しい周波数
の電圧を印加すると矩形板は図2(b)及び(c)に示
すように振動する。この時、図5で説明したのとほぼ同
じ原理で電極23をアース端子としたとき、帯状電極2
6に高い出力電圧を発生する。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation principle of the piezoelectric transformer of the present invention. FIG.
1 is a cross-sectional view, and FIG.
Fig. 6 (c) shows a displacement distribution when vibrating in the three-half wavelength resonance mode of the longitudinal vibration, and Fig. 6 (c) shows a strain distribution at that time. In FIG. 2, when the electrode 23 is used as a ground terminal, and a voltage having a frequency equal to the resonance frequency of the three-half wavelength resonance mode of the longitudinal vibration of the piezoelectric ceramic rectangular plate is applied to the electrode 22, the rectangular plate becomes as shown in FIG. And vibrate as shown in FIG. At this time, when the electrode 23 is used as a ground terminal according to the same principle as that described with reference to FIG.
6 produces a high output voltage.

【0017】図2において、帯状電極25,25′は圧
電トランスとして用いる場合は浮遊電極となるため、除
去しても差し支えない。
In FIG. 2, the strip electrodes 25, 25 'are floating electrodes when used as a piezoelectric transformer, and may be removed.

【0018】本発明の圧電トランスにおいては、図2
(b)に示すように、帰還電極として作用する部分電極
を含めた入出力端子を振動の節の位置から取り出してい
るため、圧電トランスの振動特性に与える影響が少ない
だけでなく、端子接続部が振動しないため、端子がはず
れることもなく信頼性が大幅に改善される。
In the piezoelectric transformer of the present invention, FIG.
As shown in (b), since the input / output terminals including the partial electrode acting as the feedback electrode are taken out from the position of the node of the vibration, not only the influence on the vibration characteristics of the piezoelectric transformer is small, but also the terminal connection portion is provided. Does not vibrate, so that the terminal does not come off and the reliability is greatly improved.

【0019】図3は本発明の圧電トランスを用いた発振
回路による一実施例の回路図である。図3において、増
幅回路27の出力電圧は振動子1′の入力電極22に接
続され、電極23はアースに接続される。一方、部分電
極24は増幅回路27の入力端子に接続される。部分電
極24の出力電圧は、位相推移を行うためにコンデンサ
と抵抗器にて構成された移相回路30に入力され、検出
側の端子30aのインピーダンスを調節することにより
振動子21の共振周波数においてほぼ入力電圧とに対し
て180°の位相とすることが出来る。このため、増幅
回路27として反転増幅回路27aを使用することによ
り、共振周波数で発振する自励式発振回路を構成するこ
とが出来る。
FIG. 3 is a circuit diagram of one embodiment of an oscillation circuit using the piezoelectric transformer of the present invention. In FIG. 3, the output voltage of the amplifier circuit 27 is connected to the input electrode 22 of the vibrator 1 ', and the electrode 23 is connected to the ground. On the other hand, the partial electrode 24 is connected to the input terminal of the amplifier circuit 27. The output voltage of the partial electrode 24 is input to a phase shift circuit 30 composed of a capacitor and a resistor in order to perform a phase shift, and the output voltage at the resonance frequency of the vibrator 21 is adjusted by adjusting the impedance of the detection-side terminal 30a. The phase can be substantially 180 ° with respect to the input voltage. Therefore, by using the inverting amplifier circuit 27a as the amplifier circuit 27, a self-excited oscillation circuit that oscillates at the resonance frequency can be configured.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上示したように、本発明によれば、振
動の節の位置に大陸状の電極と分離した部分電極を形成
してから入出力端子および帰還端子を形成したため、振
動によるリード線の断線が少ない信頼性の高い圧電トラ
ンスを得ることが可能となる。さらに入力用の電極と並
んで形成された部分電極を帰還用電極として用い、この
出力電圧を増幅回路の入力とすることにより、簡単に自
励式発振回路を構成できるため実用的にその効果は非常
に大きい。
As described above, according to the present invention, the input / output terminal and the feedback terminal are formed after forming the partial electrode separated from the continental electrode at the position of the node of the vibration. It is possible to obtain a highly reliable piezoelectric transformer with less wire breakage. Further, by using a partial electrode formed alongside the input electrode as a feedback electrode and using this output voltage as the input of the amplifier circuit, a self-excited oscillation circuit can be easily configured, so that the effect is very practical. Big.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の圧電トランスに用いる圧電振動子の構
造の概略を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a structure of a piezoelectric vibrator used for a piezoelectric transformer of the present invention.

【図2】本発明の圧電トランスの動作原理の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation principle of the piezoelectric transformer of the present invention.

【図3】本発明の一実施例による圧電トランスに用いた
駆動回路を含む発振回路の図である。
FIG. 3 is a diagram of an oscillation circuit including a drive circuit used for a piezoelectric transformer according to one embodiment of the present invention.

【図4】従来の圧電トランスの構造の概略を示す斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the structure of a conventional piezoelectric transformer.

【図5】従来の圧電トランスの動作説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of a conventional piezoelectric transformer.

【図6】従来の圧電トランスを用いた発振回路の一例で
ある。
FIG. 6 is an example of an oscillation circuit using a conventional piezoelectric transformer.

【図7】従来の圧電トランスを用いた発振回路の他の例
である。
FIG. 7 is another example of an oscillation circuit using a conventional piezoelectric transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1′ 圧電トランス用振動子 2,22 入力電極 3,23 アース電極 4 端面電極(出力電極) 5 駆動用トランス 6 帰還用トランス 7,10 増幅用トランジスタ 8 電流検出用抵抗器 9 移相回路 21 圧電セラミックス矩形板 22a 入力端子 23a アース端子 24 部分電極(帰還電極) 24a 帰還端子 25,25′,26,26′ 帯状電極(分極用電極、
出力用電極) 26a 出力端子 30 移相回路 30a 検出側の端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Transducer for piezoelectric transformer 2, 22 Input electrode 3, 23 Earth electrode 4 End face electrode (output electrode) 5 Driving transformer 6 Feedback transformer 7, 10 Amplification transistor 8 Current detection resistor 9 Phase shift circuit 21 Piezoelectric ceramic rectangular plate 22a Input terminal 23a Ground terminal 24 Partial electrode (return electrode) 24a Return terminal 25, 25 ', 26, 26' Strip electrode (electrode for polarization,
Output electrode) 26a Output terminal 30 Phase shift circuit 30a Detection side terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 3/00 - 3/04 H01L 41/00 - 41/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 3/00-3/04 H01L 41/00-41/26

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 長さ、厚さおよび奥行きをもち、前記長
さ方向に一方の端面から実質的に互いに等しい大きさの
第1乃至第3の部分を有し、前記厚さ方向に互いに対向
した第1および第2の主面を有するセラミックス矩形板
と、 前記セラミックス矩形板の前記第1の部分の前記第1お
よび第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向
して形成された第1及び第2の電極と、 前記第2の部分と前記第3の部分との境界にある前記第
1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに
対向し、かつ前記奥行き方向に延びるように形成された
帯状の第3および第4の電極と、 前記第3の部分の長さ方向中心位置の前記第1および第
2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向し、か
つ前記奥行き方向に延びるように形成された帯状の第5
および第6の電極とを有し、 前記第3の電極と前記第4の電極とは互いに電気的に接
続されており、 前記第5の電極と前記第6の電極とは互いに電気的に接
続されており、 前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流高電圧が
印加されることによって、それらの間に厚さ方向の分極
が施されており、 前記第2の電極と前記第3の電極との間および前記第3
の電極と前記第5の電極との間に直流高電圧が印加され
ることによって、それらの間に長さ方向に互いに逆向き
の分極が施されていることを特徴とする圧電セラミック
ス矩形板。
1. The method of claim 1 , wherein the length, the thickness, and the depth are the same.
From one end face in the vertical direction
It has first to third portions, and is opposed to each other in the thickness direction.
Ceramic rectangular plate having first and second main surfaces
And the first and second portions of the first portion of the ceramic rectangular plate.
And on the second principal surface, respectively, in the thickness direction
A first electrode and a second electrode formed at a boundary between the second portion and the third portion.
On the first and second principal surfaces, respectively, in the thickness direction
Opposing and formed to extend in the depth direction
Strip-shaped third and fourth electrodes, and the first and second electrodes at the longitudinal center position of the third portion.
2 on the main surface of each, facing each other in the thickness direction,
A fifth strip-shaped member extending in the depth direction;
And a sixth electrode, wherein the third electrode and the fourth electrode are electrically connected to each other.
Are continued, mutually electrically contact the said sixth electrode and the fifth electrode
It is continued, high DC voltage between the first electrode and the second electrode
The thickness polarization between them by being applied
Is provided between the second electrode and the third electrode and the third electrode.
DC high voltage is applied between the first electrode and the fifth electrode.
By turning them opposite each other longitudinally
Piezoelectric ceramic characterized by being polarized
Rectangular plate.
【請求項2】 長さ、厚さおよび奥行きをもち、前記長
さ方向に一方の端面から実質的に互いに等しい大きさの
第1乃至第3の部分を有し、前記厚さ方向に互いに対向
した第1および第2の主面を有するセラミックス矩形板
を用意し、 前記セラミックス矩形板の前記第1の部分の前記第1お
よび第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向
して第1及び第2の電極を形成し、 前記第2の部分と前記第3の部分との境界にある前記第
1および第2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに
対向し、かつ前記奥行き方向に延びる帯状の第3および
第4の電極を形成し、 前記第3の部分の長さ方向中心位置の前記第1および第
2の主面上に、それぞれ、厚さ方向に互いに対向し、か
つ前記奥行き方向に延びる帯状の第5および第6の電極
を形成し、 前記第3の電極と前記第4の電極とを互いに電気的に接
続し、 前記第5の電極と前記第6の電極とを互いに電気的に接
続し、 前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流高電圧を
印加して、それらの間に厚さ方向の分極を施し、 前記第2の電極と前記第3の電極との間および前記第3
の電極と前記第5の電極との間に直流高電圧を印加し
て、それらの間に長さ方向に互いに逆向きの分極を施す
ステップを有する圧電セラミックス矩形板の製造方法。
2. A first, second, and third portion having a length, a thickness, and a depth and having substantially the same size from one end face in the length direction, and facing each other in the thickness direction. A ceramic rectangular plate having first and second main surfaces is prepared. On the first and second main surfaces of the first portion of the ceramic rectangular plate, the ceramic rectangular plates oppose each other in the thickness direction. Forming first and second electrodes, respectively, on the first and second main surfaces at the boundary between the second part and the third part, facing each other in the thickness direction; And forming strip-shaped third and fourth electrodes extending in the depth direction, and forming the strip-shaped third and fourth electrodes on the first and second main surfaces at the longitudinal center position of the third portion, respectively, in the thickness direction. Belt-shaped fifth and sixth electrodes facing each other and extending in the depth direction are formed. The third electrode and the fourth electrode are electrically connected to each other, the fifth electrode and the sixth electrode are electrically connected to each other, and the first electrode and the fourth electrode are connected to each other. by applying a high DC voltage between the second electrode is subjected to polarization in the thickness direction therebetween, between the third electrode and the second electrode and the third
Applying a DC high voltage between the first electrode and the fifth electrode to apply polarizations in opposite directions in the longitudinal direction therebetween.
【請求項3】 請求項1記載の圧電セラミックス矩形板
を用いた圧電トランスであって、 前記圧電セラミックス矩形板が長さ方向振動の2分の3
波長共振モードで振動している場合の振動の節の位置に
入力端子および出力端子が取り付けてなる圧電トラン
ス。
3. A piezoelectric transformer using pressure conductive ceramic rectangular plate according to claim 1, wherein the piezoelectric ceramic rectangular plate is half the length direction vibration 3
A piezoelectric transformer in which an input terminal and an output terminal are attached at positions of nodes of vibration when vibrating in the wavelength resonance mode.
【請求項4】 前記第2の電極がアース電極であって、
該アース電極の長さ方向中心位置にアース端子が取り付
けられ、前記入力端子が前記第1の電極の長さ方向中心
位置に取り付けられ、前記出力端子が前記第5の電極に
取り付けられている請求項3記載の圧電トランス。
4. The method according to claim 1, wherein the second electrode is a ground electrode,
Ground terminals are mounted in the longitudinal direction center position of the ground electrode, wherein the input terminals are mounted in the axial center location of the first electrode, wherein said output terminal is attached to said fifth electrode Item 3. The piezoelectric transformer according to Item 3 .
【請求項5】 前記第1の電極は、その長さ方向の中心
位置で比較的小さい領域を占める第1の部分電極と、該
第1の部分電極とは絶縁された状態で前記第1の電極の
残りの部分を形成する第2の部分電極とから成り、前記
入力端子が前記第2の部分電極に取り付けられ、前記第
1の部分電極は帰還電極であって、該帰還電極に帰還端
子が取り付けられている請求項4記載の圧電トランス。
5. The first electrode includes a first partial electrode occupying a relatively small area at a central position in a longitudinal direction thereof, and the first partial electrode being insulated from the first partial electrode. A second partial electrode forming the remainder of the electrode, wherein the input terminal is attached to the second partial electrode, the first partial electrode is a return electrode, and the return electrode has a return terminal. 5. The piezoelectric transformer according to claim 4 , wherein said piezoelectric transformer is mounted.
【請求項6】 請求項5に記載の圧電トランスを用いた
発振回路であって、前記圧電トランスを駆動するための
増幅回路と位相推移を行う移相回路とを備え、前記帰還
端子からの出力を前記移相回路に入力させ、該移相回路
からの出力を前記増幅回路に入力させ、該増幅回路の出
力を前記入力端子に入力信号として供給して発振させた
ことを特徴とする発振回路。
6. An oscillation circuit using the piezoelectric transformer according to claim 5 , further comprising an amplifier circuit for driving the piezoelectric transformer and a phase shift circuit for performing a phase shift, and an output from the feedback terminal. Is input to the phase shift circuit, an output from the phase shift circuit is input to the amplifier circuit, and an output of the amplifier circuit is supplied to the input terminal as an input signal to oscillate. .
【請求項7】 前記圧電トランスの前記入力端子に供給
される前記入力信号は、前記共振モードの機械共振周波
数に等しい周波数を有する請求項6記載の発振回路。
7. The oscillation circuit according to claim 6 , wherein the input signal supplied to the input terminal of the piezoelectric transformer has a frequency equal to a mechanical resonance frequency in the resonance mode.
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