JPH08151265A - 磁器組成物及びそれよりなる圧電トランス - Google Patents
磁器組成物及びそれよりなる圧電トランスInfo
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- JPH08151265A JPH08151265A JP7264652A JP26465295A JPH08151265A JP H08151265 A JPH08151265 A JP H08151265A JP 7264652 A JP7264652 A JP 7264652A JP 26465295 A JP26465295 A JP 26465295A JP H08151265 A JPH08151265 A JP H08151265A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電トランス等の素子として好適な、高昇圧
特性及び高出力特性を有する磁器組成物を提供する。ま
た、小型で高出力の圧電トランスを提供する。 【構成】 本発明の磁器組成物は、一般式(Pb1-aAa)(Zr
bTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa
又はSr、で表され、（Ba及びSrの双方を含んでいてもよ
い）ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）の範囲内にある組
成物を主成分として含有する。この磁器組成物は、Ｐｂ
をＢａ及び／又はＳｒで置換していない従来の磁器組成
物に比較して、昇圧比や出力電力等の特性において、有
意に優れる。
特性及び高出力特性を有する磁器組成物を提供する。ま
た、小型で高出力の圧電トランスを提供する。 【構成】 本発明の磁器組成物は、一般式(Pb1-aAa)(Zr
bTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa
又はSr、で表され、（Ba及びSrの双方を含んでいてもよ
い）ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）の範囲内にある組
成物を主成分として含有する。この磁器組成物は、Ｐｂ
をＢａ及び／又はＳｒで置換していない従来の磁器組成
物に比較して、昇圧比や出力電力等の特性において、有
意に優れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電特性等の優れ
た諸特性を発揮するいわゆるＰＺＴ系の磁器（セラミッ
ク）組成物の改良に関する。特には、圧電トランス等用
の素子として好適な、高昇圧比・高出力特性を有する磁
器組成物に関する。また、そのような磁器組成物よりな
る圧電トランスに関する。
た諸特性を発揮するいわゆるＰＺＴ系の磁器（セラミッ
ク）組成物の改良に関する。特には、圧電トランス等用
の素子として好適な、高昇圧比・高出力特性を有する磁
器組成物に関する。また、そのような磁器組成物よりな
る圧電トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電磁器を例にとって従来の技術を説明
する。圧電磁器は、力を加えると電荷を発生し、逆に電
圧を印加すると歪・応力を発生する磁器である。現在、
圧電磁器は、点火栓・加速度センサ・ピックアップ素子
・マイクロホン・スピーカ・圧電ブザー・セラミックフ
ィルター・発振子・超音波洗浄器・加湿器・ソナー・超
音波加工機などにおいて広く応用されている。この様な
応用のほかに、圧電素子の共振現象を利用して高電圧発
生させる圧電トランスは、巻線トランスに比べ昇圧比が
大きく小型軽量化ができ不燃性であるなどの理由から、
昭和５０年代に盛んに研究が行われてきた。その結果一
部ＴＶ用高圧電源として実用化された。
する。圧電磁器は、力を加えると電荷を発生し、逆に電
圧を印加すると歪・応力を発生する磁器である。現在、
圧電磁器は、点火栓・加速度センサ・ピックアップ素子
・マイクロホン・スピーカ・圧電ブザー・セラミックフ
ィルター・発振子・超音波洗浄器・加湿器・ソナー・超
音波加工機などにおいて広く応用されている。この様な
応用のほかに、圧電素子の共振現象を利用して高電圧発
生させる圧電トランスは、巻線トランスに比べ昇圧比が
大きく小型軽量化ができ不燃性であるなどの理由から、
昭和５０年代に盛んに研究が行われてきた。その結果一
部ＴＶ用高圧電源として実用化された。
【０００３】圧電トランスは、原理式より圧電定数であ
る機械的Ｑ（＝Ｑｍ）、電気と機械の変換効率を示すｋ
３１とｋ３３が大きいことが望まれ、これまでの材料開
発はＱｍやｋ定数の大きい素材の開発になっている。
る機械的Ｑ（＝Ｑｍ）、電気と機械の変換効率を示すｋ
３１とｋ３３が大きいことが望まれ、これまでの材料開
発はＱｍやｋ定数の大きい素材の開発になっている。
【０００４】特公昭５２−９０００は、そのような開発
の一例であり、ＰＺＴ系の磁器組成物の改良に関し、以
下の組成を提案した。 Pb((Sn1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)bZrcTid)O3 a=0 〜0.25(0をのぞく）、b=0 〜0.50(0をのぞく）、 c
=0.25 〜0.625、 d=0.20〜0.625 また、特公昭５２−９０００は、上記磁器組成物の実施
例として１４種類の組成物を開示している。これらの組
成物は、電気機械結合係数Ｋｐや機械的質係数Ｑｍが大
である等の優れた特性を発揮するとされている。
の一例であり、ＰＺＴ系の磁器組成物の改良に関し、以
下の組成を提案した。 Pb((Sn1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)bZrcTid)O3 a=0 〜0.25(0をのぞく）、b=0 〜0.50(0をのぞく）、 c
=0.25 〜0.625、 d=0.20〜0.625 また、特公昭５２−９０００は、上記磁器組成物の実施
例として１４種類の組成物を開示している。これらの組
成物は、電気機械結合係数Ｋｐや機械的質係数Ｑｍが大
である等の優れた特性を発揮するとされている。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】しかし、これまで組成特許に
おいては、実際のトランスを作製してその入出力特性の
評価を行った例は少なく、実際のトランス特性と圧電特
性の関係については明らかではない。
おいては、実際のトランスを作製してその入出力特性の
評価を行った例は少なく、実際のトランス特性と圧電特
性の関係については明らかではない。
【０００６】本発明は、圧電トランス等の素子として好
適な、高昇圧特性及び高出力特性を有する磁器組成物を
提供し、小型で高出力の圧電トランスを提供することを
目的とする。
適な、高昇圧特性及び高出力特性を有する磁器組成物を
提供し、小型で高出力の圧電トランスを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】圧電トランスにおいて
は、小型軽量化の点から出力電圧／入力電圧＝昇圧比
（γ）が大きいことが望まれる。なお、この昇圧比は、
圧電トランスの原理式より圧電定数である機械的Ｑ（＝
Ｑｍ）、電気と機械の変換効率を示すｋ３１とｋ３３が
大きいことが望ましいことが、以下のＣ．Ａ．Ｒｏｓｅ
ｎの誘導式よりわかる。 γ＝Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＝４／π2 ・Ｑｍ・ｋ３１・ｋ３
３・Ｌ／Ｔ （Ｌ：トランス長 、Ｔ：トランス厚み） よって、これまでの材料開発の結果よりＱｍやｋ定数が
大きい材料は圧電トランス材料として、第一義的には適
していると考えられる。
は、小型軽量化の点から出力電圧／入力電圧＝昇圧比
（γ）が大きいことが望まれる。なお、この昇圧比は、
圧電トランスの原理式より圧電定数である機械的Ｑ（＝
Ｑｍ）、電気と機械の変換効率を示すｋ３１とｋ３３が
大きいことが望ましいことが、以下のＣ．Ａ．Ｒｏｓｅ
ｎの誘導式よりわかる。 γ＝Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＝４／π2 ・Ｑｍ・ｋ３１・ｋ３
３・Ｌ／Ｔ （Ｌ：トランス長 、Ｔ：トランス厚み） よって、これまでの材料開発の結果よりＱｍやｋ定数が
大きい材料は圧電トランス材料として、第一義的には適
していると考えられる。
【０００８】そこで、本発明者らは、Ｑｍやｋ定数が大
きいとされている既知のＰＺＴ系磁器組成物を基礎とし
て、そのＡサイトをＰｂから一定量置換した磁器組成物
試料を作製し、それらの試料の圧電特性や実際のトラン
ス特性を調べた。
きいとされている既知のＰＺＴ系磁器組成物を基礎とし
て、そのＡサイトをＰｂから一定量置換した磁器組成物
試料を作製し、それらの試料の圧電特性や実際のトラン
ス特性を調べた。
【０００９】上記課題を解決するため、本発明の第一態
様の磁器組成物は、一般式 (Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa又はSr、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする。また、本発明の第二態様の磁器組成物は、一
般式 (Pb1-aBaxSra-x)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3N
b2/3)e)O3 、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする。
様の磁器組成物は、一般式 (Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa又はSr、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする。また、本発明の第二態様の磁器組成物は、一
般式 (Pb1-aBaxSra-x)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3N
b2/3)e)O3 、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする。
【００１０】上述の磁器組成物は、ＰｂをＢａ又はＳｒ
で置換していない従来の磁器組成物に比較して、後に詳
述するように、昇圧比や出力電力等の特性において、有
意に優れることを確認した。
で置換していない従来の磁器組成物に比較して、後に詳
述するように、昇圧比や出力電力等の特性において、有
意に優れることを確認した。
【００１１】本発明の第一態様の磁器組成物において
は、Ｐｂの置換モル比ａが０．０１〜０．１０の範囲に
あることが好ましい。本発明の第二態様の磁器組成物に
おいては、Ｐｂの置換モル比ｘ及びａがｘ＝０．０２〜
０．０４、ａ＝０．０４〜０．０８、であることが好ま
しい。このような磁器組成物においては、上述の特公昭
５２−９０００号に提案されているＰｂ無置換タイプの
磁器組成物よりも、さらに昇圧比が優れることを確認し
た。
は、Ｐｂの置換モル比ａが０．０１〜０．１０の範囲に
あることが好ましい。本発明の第二態様の磁器組成物に
おいては、Ｐｂの置換モル比ｘ及びａがｘ＝０．０２〜
０．０４、ａ＝０．０４〜０．０８、であることが好ま
しい。このような磁器組成物においては、上述の特公昭
５２−９０００号に提案されているＰｂ無置換タイプの
磁器組成物よりも、さらに昇圧比が優れることを確認し
た。
【００１２】本発明の圧電トランスは、上述の本発明の
磁器組成物よりなり、高電圧及び電力を必要とする負荷
駆動用に適している。ここで、電力を必要する負荷とし
ては、放電管を挙げることができる。発明の圧電トラン
スは、特に、冷陰極管等の放電管の駆動用に適してい
る。
磁器組成物よりなり、高電圧及び電力を必要とする負荷
駆動用に適している。ここで、電力を必要する負荷とし
ては、放電管を挙げることができる。発明の圧電トラン
スは、特に、冷陰極管等の放電管の駆動用に適してい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明の実施の
形態を実施例を交えつつ説明する。本発明の実施例及び
比較例である表１記載の磁器組成物について、下記の特
性評価用ペレット及びトランス特性評価用試料を作製し
た。そして、作製したペレットについて各種特性を測定
した。トランス特性評価用試料（以下圧電トランス素体
と言う）については、実際の冷陰極管に接続して出力特
性試験を行った。
形態を実施例を交えつつ説明する。本発明の実施例及び
比較例である表１記載の磁器組成物について、下記の特
性評価用ペレット及びトランス特性評価用試料を作製し
た。そして、作製したペレットについて各種特性を測定
した。トランス特性評価用試料（以下圧電トランス素体
と言う）については、実際の冷陰極管に接続して出力特
性試験を行った。
【００１４】図１は、評価試料である圧電トランス素体
及び圧電トランスの昇圧比測定用の回路構成を示す図で
ある。圧電トランス素体（試料）９は、厚 2ｍｍ、幅
7.5mm、長さ28mmの圧電磁器焼結体である。圧電トラン
ス素体９の左半分上下面には、Ａｇペースト焼き付けに
より、入力電極 7、7' が形成されている。それら入力電
極7、7'には、入力端子5、5'が取付けられている。圧電ト
ランス素体９の右端面には、出力電極１１が、同様に形
成されている。出力電極には出力端子１３が取付けられ
ている。
及び圧電トランスの昇圧比測定用の回路構成を示す図で
ある。圧電トランス素体（試料）９は、厚 2ｍｍ、幅
7.5mm、長さ28mmの圧電磁器焼結体である。圧電トラン
ス素体９の左半分上下面には、Ａｇペースト焼き付けに
より、入力電極 7、7' が形成されている。それら入力電
極7、7'には、入力端子5、5'が取付けられている。圧電ト
ランス素体９の右端面には、出力電極１１が、同様に形
成されている。出力電極には出力端子１３が取付けられ
ている。
【００１５】入力端子5、5'間には、入力用の発振器３が
設置されている。出力端子１３の先には、入力インピ−
ダンス１００ＭΩの電圧計１７が接続されている。この
回路構成にて、発振器３から、圧電トランス素体９の機
械的振動モードの共振周波数と同期する周波数（118K
HZ）の低圧（〜30V ）高周波電圧を入力する。すると、
圧電トランス素体９の共振・圧電効果に伴って、出力電
極に高圧の出力電圧が生じる。この出力電圧を電圧計１
７で測定し、出力電圧を入力電圧で割って昇圧比γを求
める。
設置されている。出力端子１３の先には、入力インピ−
ダンス１００ＭΩの電圧計１７が接続されている。この
回路構成にて、発振器３から、圧電トランス素体９の機
械的振動モードの共振周波数と同期する周波数（118K
HZ）の低圧（〜30V ）高周波電圧を入力する。すると、
圧電トランス素体９の共振・圧電効果に伴って、出力電
極に高圧の出力電圧が生じる。この出力電圧を電圧計１
７で測定し、出力電圧を入力電圧で割って昇圧比γを求
める。
【００１６】図２は、評価用の圧電トランスを、負荷で
ある冷陰極管と接続して出力電力密度を測定する装置の
回路構成を示す図である。図１と同様の部分について
は、同じ符号で示してある。
ある冷陰極管と接続して出力電力密度を測定する装置の
回路構成を示す図である。図１と同様の部分について
は、同じ符号で示してある。
【００１７】符号２３は入力電圧測定用の電圧計であ
る。圧電トランス素体９の出力側には、冷陰極管２５が
接続されている。冷陰極管２５と直列に、出力電流測定
用の抵抗（100 Ω）２９が接続されている。この抵抗２
９の前後における電圧降下を出力電流測定用の電圧計２
７で測定し、冷陰極管２５に流れる電流を測定する。冷
陰極管２５に並列に接続されている調光用コンデンサ３
１は、圧電トランス素体９と冷陰極管２５のインピ−ダ
ンス整合の役割及び調光の役割を合わせ持つ。出力電圧
と出力電流より出力電力を計算し、圧電トランス素体の
体積0.42cm3 で割って出力電力密度を求める。発振器
３、入力電流測定電流計３２、入力電圧測定用電圧計２
３、出力電圧測定用電圧計２７、出力電圧測定用電圧計
１７は、全てパ−ソナルコンピュ−タで制御されてい
る。したがって、全てＧＰ−ＩＢを通してパ−ソナルコ
ンピュ−タにデ−タを転送し、計算処理することにより
短時間のうちに出力電力密度等を求めることができる。
る。圧電トランス素体９の出力側には、冷陰極管２５が
接続されている。冷陰極管２５と直列に、出力電流測定
用の抵抗（100 Ω）２９が接続されている。この抵抗２
９の前後における電圧降下を出力電流測定用の電圧計２
７で測定し、冷陰極管２５に流れる電流を測定する。冷
陰極管２５に並列に接続されている調光用コンデンサ３
１は、圧電トランス素体９と冷陰極管２５のインピ−ダ
ンス整合の役割及び調光の役割を合わせ持つ。出力電圧
と出力電流より出力電力を計算し、圧電トランス素体の
体積0.42cm3 で割って出力電力密度を求める。発振器
３、入力電流測定電流計３２、入力電圧測定用電圧計２
３、出力電圧測定用電圧計２７、出力電圧測定用電圧計
１７は、全てパ−ソナルコンピュ−タで制御されてい
る。したがって、全てＧＰ−ＩＢを通してパ−ソナルコ
ンピュ−タにデ−タを転送し、計算処理することにより
短時間のうちに出力電力密度等を求めることができる。
【００１８】冷陰極管２５の諸元は以下のとおりであ
る。 点灯電圧 850 Ｖrms 放電管電流 5.0 mArms 放電管電圧 340 Ｖrms 消費電力 1.70Ｗ
る。 点灯電圧 850 Ｖrms 放電管電流 5.0 mArms 放電管電圧 340 Ｖrms 消費電力 1.70Ｗ
【００１９】次に、試料の製造方法について説明する。 （１）原料：Pb3O4、又はPb0、TiO2、 ZrO2、 MnO 又ハMnO2、
MnCo3、 Nb2O5、 SnO 又ハ SnO2、 BaCO3、 SrCO3、 （純度９
８％以上）等の酸化物及び炭酸化物の原料粉末を用い
た。 （２）秤量：目標とする組成となるように各原料粉末を
秤量した。
MnCo3、 Nb2O5、 SnO 又ハ SnO2、 BaCO3、 SrCO3、 （純度９
８％以上）等の酸化物及び炭酸化物の原料粉末を用い
た。 （２）秤量：目標とする組成となるように各原料粉末を
秤量した。
【００２０】（３）混合：樹脂性ボールミルと水を用
い、原料粉末を１２時間湿式混合した。 （４）乾燥：混合粉末を乾燥した。
い、原料粉末を１２時間湿式混合した。 （４）乾燥：混合粉末を乾燥した。
【００２１】（５）仮焼：混合物をルツボ中で、900
℃、３時間仮焼した。 （６）粉砕：仮焼物を、ボールミル（ZrO2ボール）を用
いて１２時間湿式粉砕した。 （７）乾燥：粉砕した粉末を乾燥した。
℃、３時間仮焼した。 （６）粉砕：仮焼物を、ボールミル（ZrO2ボール）を用
いて１２時間湿式粉砕した。 （７）乾燥：粉砕した粉末を乾燥した。
【００２２】（８）造粒：乾燥粉末に１０％ＰＶＡ（ポ
リビニ−ルアルコ−ル）水溶液５wt％を添加し、造粒し
た。 （９）成形：油圧プレス（圧力1000Kgf/cm2 ）を用い
て、径２２ｍｍのペレット及び長さ４０ｍｍ，幅１５ｍ
ｍの長方形の圧電トランス素体グリーンボディー（長さ
４０mm、幅１５mm、厚さ４mm）に成形した。 （１０）本焼成：成形体をルツボ中に入れ１１００〜１
３５０℃の温度範囲で４５分焼成し最も高い嵩密度が得
られた焼成条件で本焼成した。
リビニ−ルアルコ−ル）水溶液５wt％を添加し、造粒し
た。 （９）成形：油圧プレス（圧力1000Kgf/cm2 ）を用い
て、径２２ｍｍのペレット及び長さ４０ｍｍ，幅１５ｍ
ｍの長方形の圧電トランス素体グリーンボディー（長さ
４０mm、幅１５mm、厚さ４mm）に成形した。 （１０）本焼成：成形体をルツボ中に入れ１１００〜１
３５０℃の温度範囲で４５分焼成し最も高い嵩密度が得
られた焼成条件で本焼成した。
【００２３】（１１）研削：研削後の寸法がペレットの
場合厚さ１mm、圧電トランス素体の場合、長さ２８mm、
幅７．５mm、厚さ２mmとなる様に研削した。 （１２）Ａｇペースト焼付け：試料の電極となるべき部
分にＡｇペーストを塗布した後、700 ℃で電極焼付けを
行った。
場合厚さ１mm、圧電トランス素体の場合、長さ２８mm、
幅７．５mm、厚さ２mmとなる様に研削した。 （１２）Ａｇペースト焼付け：試料の電極となるべき部
分にＡｇペーストを塗布した後、700 ℃で電極焼付けを
行った。
【００２４】（１３）分極処理：100 ℃のシリコンオイ
ル中に試料を置き、２ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間
かけて、試料の分極処理（圧電トランス素体については
入出力部分）を行った。その後、２４時間、室温でエー
ジング処理を施した。 （１４）評価：圧電特性については、汎用のインピーダ
ンス・アナライザーを用いて、共振・反共振法にて測定
した。トランス特性については、上述の装置及び方法に
基づいて評価試験を行った。
ル中に試料を置き、２ｋＶ／ｍｍの直流電圧を３０分間
かけて、試料の分極処理（圧電トランス素体については
入出力部分）を行った。その後、２４時間、室温でエー
ジング処理を施した。 （１４）評価：圧電特性については、汎用のインピーダ
ンス・アナライザーを用いて、共振・反共振法にて測定
した。トランス特性については、上述の装置及び方法に
基づいて評価試験を行った。
【００２５】得られた試験結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表中において、比較例１はＰｂ置換の無い
従来の組成物である。実施例１〜５は、ＰｂをＢａで置
換した本発明の実施例に係る組成物である。比較例２
は、Ｂａの置換量が１５ｍｏｌ％と、本発明の範囲を越
えた組成物である。実施例６〜１０は、ＰｂをＳｒで置
換した本発明の実施例に係る組成物である。比較例３
は、Ｓｒの置換量が１５ｍｏｌ％と、本発明の範囲を越
えた組成物である。本実験では、(Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn
1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 において、ｂ＝0.414 、
Ｃ＝0.436 、ｄ＝0.09、ｅ＝0.06で行ったが、好ましく
は、ｂ＝0.37〜0.45、ｃ＝0.41〜0.45、 d＝0.06〜 0.1
1 、e ＝ 0.05 〜0.1 である。
従来の組成物である。実施例１〜５は、ＰｂをＢａで置
換した本発明の実施例に係る組成物である。比較例２
は、Ｂａの置換量が１５ｍｏｌ％と、本発明の範囲を越
えた組成物である。実施例６〜１０は、ＰｂをＳｒで置
換した本発明の実施例に係る組成物である。比較例３
は、Ｓｒの置換量が１５ｍｏｌ％と、本発明の範囲を越
えた組成物である。本実験では、(Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn
1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 において、ｂ＝0.414 、
Ｃ＝0.436 、ｄ＝0.09、ｅ＝0.06で行ったが、好ましく
は、ｂ＝0.37〜0.45、ｃ＝0.41〜0.45、 d＝0.06〜 0.1
1 、e ＝ 0.05 〜0.1 である。
【００２８】表１の組成物の昇圧比特性について説明す
る。図３は、表１にしめされている実施例及び比較例に
係る組成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、昇圧比と
の関係を示すグラフである。今、実験デ−タは入力電圧
３０Ｖでの結果である。
る。図３は、表１にしめされている実施例及び比較例に
係る組成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、昇圧比と
の関係を示すグラフである。今、実験デ−タは入力電圧
３０Ｖでの結果である。
【００２９】Ｂａで置換した組成物（丸印、実線）は、
置換量１mol%で昇圧比がピーク値γ＝１３７となる。こ
の値は、無置換の組成物のγ＝１１５と比べて約２０％
高い値である。その後、Ｂａの置換量の増加とともに、
徐々に昇圧比が低下し、置換量１０mol%でγ＝１１７と
なり、ほぼ無置換と組成物と同程度の値になる。このこ
とから、特に高い昇圧比の求められる用途においては、
Ｂａ０．５〜１．５mol%置換の組成物が適していると考
えられる。
置換量１mol%で昇圧比がピーク値γ＝１３７となる。こ
の値は、無置換の組成物のγ＝１１５と比べて約２０％
高い値である。その後、Ｂａの置換量の増加とともに、
徐々に昇圧比が低下し、置換量１０mol%でγ＝１１７と
なり、ほぼ無置換と組成物と同程度の値になる。このこ
とから、特に高い昇圧比の求められる用途においては、
Ｂａ０．５〜１．５mol%置換の組成物が適していると考
えられる。
【００３０】Ｓｒで置換した組成物（三角印、一点鎖
線）は、置換量５mol%で昇圧比がピーク値γ＝１４５と
なる。この値は、無置換の組成物のγ＝１１５と比べて
約２７％高い値である。その後、Ｓｒの置換量の増加と
ともに、徐々に昇圧比が低下し、置換量１０mol%でγ＝
１１７となり、ほぼ無置換と組成物と同程度の値にな
る。このことから、特に高い昇圧比の求められる用途に
おいては、Ｓｒ３〜８mol%置換の組成物が適していると
考えられる。
線）は、置換量５mol%で昇圧比がピーク値γ＝１４５と
なる。この値は、無置換の組成物のγ＝１１５と比べて
約２７％高い値である。その後、Ｓｒの置換量の増加と
ともに、徐々に昇圧比が低下し、置換量１０mol%でγ＝
１１７となり、ほぼ無置換と組成物と同程度の値にな
る。このことから、特に高い昇圧比の求められる用途に
おいては、Ｓｒ３〜８mol%置換の組成物が適していると
考えられる。
【００３１】次に、表１の組成物の出力電力特性につい
て説明する。図４は、表１に示されている実施例及び比
較例に係る組成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、出
力電力との関係を示すグラフである。入力電圧は８０Ｖ
である。
て説明する。図４は、表１に示されている実施例及び比
較例に係る組成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、出
力電力との関係を示すグラフである。入力電圧は８０Ｖ
である。
【００３２】Ｂａ置換の組成物（丸印、実線）及びＳｒ
置換の組成物（三角印、一点鎖線）においては、いずれ
も、置換量約８ｍｏｌ％まで出力電力が上昇して各々
２．６３Ｗ、２．８Ｗに至る。この値は、無置換の組成
物の値（１．４Ｗ）と比べて、各々約１．８倍、２倍高
い値である。その後置換量の増加とともに徐々に出力電
力が下がり、置換量１５mol%では、ほぼ無置換の組成物
と同じになる。このことから、特に高い出力電力の求め
られる用途においては、Ｂａ５〜１０mol%置換、Ｓｒ５
〜８mol%置換の組成物が適していると考えられる。
置換の組成物（三角印、一点鎖線）においては、いずれ
も、置換量約８ｍｏｌ％まで出力電力が上昇して各々
２．６３Ｗ、２．８Ｗに至る。この値は、無置換の組成
物の値（１．４Ｗ）と比べて、各々約１．８倍、２倍高
い値である。その後置換量の増加とともに徐々に出力電
力が下がり、置換量１５mol%では、ほぼ無置換の組成物
と同じになる。このことから、特に高い出力電力の求め
られる用途においては、Ｂａ５〜１０mol%置換、Ｓｒ５
〜８mol%置換の組成物が適していると考えられる。
【００３３】次にその他の実施例について説明する。表
２に、表１に示されている実施例と同様の方法で作製し
た試料について、圧電特性及び出力電圧を試験した結果
を示す。
２に、表１に示されている実施例と同様の方法で作製し
た試料について、圧電特性及び出力電圧を試験した結果
を示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】比較例４及び実施例１１、１２は、Ｚｒが
高めで Tｉ及び Mn1/3Nb2/3 が低めの磁器組成物に関す
るものである。この場合においても、実施例の磁器組成
物は比較的高い出力電力（密度）を示している。比較例
５及び実施例３〜７は、 Tｉが高めでSn1/3Nb2/3が低め
の磁器組成物に関するものである。この場合において
は、比較例５もかなり良好な昇圧比及び出力電力の値を
示しているが、この値はあるピンポイント的な組成にお
けるピーク値と思われる。実施例１３〜１７は、比較例
５よりもさらに高い昇圧比及び出力電力の値を示してい
る。ここで実施例１７はＢａ及びＳｒの双方を含む磁器
組成物である。
高めで Tｉ及び Mn1/3Nb2/3 が低めの磁器組成物に関す
るものである。この場合においても、実施例の磁器組成
物は比較的高い出力電力（密度）を示している。比較例
５及び実施例３〜７は、 Tｉが高めでSn1/3Nb2/3が低め
の磁器組成物に関するものである。この場合において
は、比較例５もかなり良好な昇圧比及び出力電力の値を
示しているが、この値はあるピンポイント的な組成にお
けるピーク値と思われる。実施例１３〜１７は、比較例
５よりもさらに高い昇圧比及び出力電力の値を示してい
る。ここで実施例１７はＢａ及びＳｒの双方を含む磁器
組成物である。
【００３６】比較例６及び実施例１９〜２３は、Ｚｒが
低めで、 Tｉ及びSn1/3Nb2/3、Mn1/3Nb2/3 が高めの磁
器組成物に関するものである。比較例６は昇圧比測定が
できなかった。実施例１９〜２３はいずれも良好な昇圧
比及び出力電力の値を示している。特に実施例２０〜２
３の出力電圧は、高い領域にある。ここで実施例２３は
Ｂａ及びＳｒの双方を含む磁器組成である。実施例２
４、２５もＢａ及びＳｒの双方を含む磁器組成である。
その他の組成は平均的なレベルである。両者とも良好な
特性値を示しているが、実施例２５の出力電力は、本実
験中で最高の値を示している。
低めで、 Tｉ及びSn1/3Nb2/3、Mn1/3Nb2/3 が高めの磁
器組成物に関するものである。比較例６は昇圧比測定が
できなかった。実施例１９〜２３はいずれも良好な昇圧
比及び出力電力の値を示している。特に実施例２０〜２
３の出力電圧は、高い領域にある。ここで実施例２３は
Ｂａ及びＳｒの双方を含む磁器組成である。実施例２
４、２５もＢａ及びＳｒの双方を含む磁器組成である。
その他の組成は平均的なレベルである。両者とも良好な
特性値を示しているが、実施例２５の出力電力は、本実
験中で最高の値を示している。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の磁器組成物は、昇圧比及び出力電力が高いので、小形
で高出力の圧電トランス素子用の優れた圧電磁器を提供
できる。また、本発明の圧電トランスは、小形でありな
がら高出力を出せるので、冷陰極管等の駆動用として好
適である。
の磁器組成物は、昇圧比及び出力電力が高いので、小形
で高出力の圧電トランス素子用の優れた圧電磁器を提供
できる。また、本発明の圧電トランスは、小形でありな
がら高出力を出せるので、冷陰極管等の駆動用として好
適である。
【図１】評価試料である圧電トランス素体及び圧電トラ
ンスの昇圧比測定用の回路構成を示す図である。
ンスの昇圧比測定用の回路構成を示す図である。
【図２】評価用の圧電トランスを、負荷である冷陰極管
と接続して出力電力密度を測定する装置の回路構成を示
す図である。
と接続して出力電力密度を測定する装置の回路構成を示
す図である。
【図３】表１に示されている実施例及び比較例に係る組
成物のＰｂの置換元素種類及び置換量と昇圧比との関係
を示すグラフである。
成物のＰｂの置換元素種類及び置換量と昇圧比との関係
を示すグラフである。
【図４】表１に示されている実施例及び比較例に係る組
成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、トランス出力電
力との関係を示すグラフである。
成物の、Ｐｂの置換元素及び置換量と、トランス出力電
力との関係を示すグラフである。
１ 昇圧比測定装置 ３ 発振器 ５ 入力端子 ７ 入力電極 ９ 圧電トランス素体（試料） １１ 出力電極 １３ 出力端子 １７ 電圧計 ２１ 電力測定装置 ２３ 入力電圧計 ２５ 冷陰極管 ２７ 出力電流測
定用電圧計 ２９ 出力電流測定用抵抗 ３１ 調光用コン
デンサ ３２ 入力電流測定用電流計
定用電圧計 ２９ 出力電流測定用抵抗 ３１ 調光用コン
デンサ ３２ 入力電流測定用電流計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１ Ｊ
Claims (8)
- 【請求項１】 一般式 (Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa又はSr、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする磁器組成物。 - 【請求項２】 一般式 (Pb1-aAa)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3Nb2/3)e)O3 、ここでA はBa又はSr、で表され、 ａ＝０．０１〜０．１０、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする磁器組成物。 - 【請求項３】 一般式 (Pb1-aBaxSra-x)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3N
b2/3)e)O3 、で表され、 ａ＝０〜０．１２（０をのぞく）、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝
１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする磁器組成物。 - 【請求項４】 一般式 (Pb1-aBaxSra-x)(ZrbTｉc(Sn1/3Nb2/3)d( Mn1/3N
b2/3)e)O3 、で表され、 ｘ＝０．０２〜０．０４、ａ＝０．０４〜０．０８、ｂ
＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、 の範囲内にある組成物を主成分として含有することを特
徴とする磁器組成物。 - 【請求項５】 上記ｂが０．３７〜０．４５、上記ｃが
０．４１〜０．４５、上記ｄが０．０６〜０．１１、上
記ｅが０．０５〜０．１である請求項１、２、３又は４
記載の磁器組成物。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の磁器
組成物よりなる、負荷駆動用の圧電トランス。 - 【請求項７】 上記負荷が放電現象を伴って作動する放
電性機器である請求項６記載の圧電トランス。 - 【請求項８】 上記放電性機器が冷陰極管である請求項
７記載の圧電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7264652A JPH08151265A (ja) | 1994-09-29 | 1995-09-20 | 磁器組成物及びそれよりなる圧電トランス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-234712 | 1994-09-29 | ||
| JP23471294 | 1994-09-29 | ||
| JP7264652A JPH08151265A (ja) | 1994-09-29 | 1995-09-20 | 磁器組成物及びそれよりなる圧電トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08151265A true JPH08151265A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=26531719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264652A Pending JPH08151265A (ja) | 1994-09-29 | 1995-09-20 | 磁器組成物及びそれよりなる圧電トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08151265A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017085055A1 (de) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Epcos Ag | Piezoelektrischer transformator |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP7264652A patent/JPH08151265A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017085055A1 (de) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Epcos Ag | Piezoelektrischer transformator |
| CN108352440A (zh) * | 2015-11-20 | 2018-07-31 | 埃普科斯股份有限公司 | 压电变压器 |
| KR20180107078A (ko) * | 2015-11-20 | 2018-10-01 | 에프코스 아게 | 피에조 전기 변압기 |
| JP2019503069A (ja) * | 2015-11-20 | 2019-01-31 | ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトＴｄｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｇ | 圧電トランス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040511 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041125 |