JPH08195513A - Piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric transformer

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JPH08195513A
JPH08195513A JP7006539A JP653995A JPH08195513A JP H08195513 A JPH08195513 A JP H08195513A JP 7006539 A JP7006539 A JP 7006539A JP 653995 A JP653995 A JP 653995A JP H08195513 A JPH08195513 A JP H08195513A
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JP
Japan
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rectangular plate
electrode layers
pole
piezoelectric transformer
transformer
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Application number
JP7006539A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Fuda
良明 布田
Tetsuo Yoshida
哲男 吉田
Yuji Ono
裕司 小野
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: To lessen an input-side impedance and to prevent migration under high humidity by a method wherein internal electrode layers in a part of a rectangular board which face each other in the direction of thickness are made poles for ceramic polarization and poles for a transformer input, while internal electrodes in the other part which are provided on the lateral sides of this part and face each other are made a pole ceramic polarization and a pole for a transformer output. CONSTITUTION: In one section of a rectangular board 11 of a piezoelectric transformer 10, internal electrode layers 12a to 12c and 13a to 13c are arranged in the direction of thickness in a manner of projection and they face each other with ceramic interposed. The internal electrode layers 12a to 12c are used and one side of poles for ceramic polarization and poles for a transformer input, while the internal electrode layers 13a to 13c are used as the other side of the poles for ceramic polarization and the poles for the transformer input. In the other section of the rectangular board 11, the piezoelectric transformer 10 has a pair of lateral electrodes 18 and 19 provided on the opposite long sides of the rectangular board 11 and facing each other, as a pole for ceramic polarization and a pole for a transformer output.

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、圧電性セラミックスを
用いた圧電トランスに関し、特に、圧電セラミックスか
ら成る矩形板の内部と表面に分極用と入出力用の電極を
形成し、矩形板の長さ方向の共振を利用した圧電トラン
スに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer using piezoelectric ceramics, and more particularly to a rectangular plate made of piezoelectric ceramics, in which electrodes for polarization and input / output are formed on the inside and the surface of the rectangular plate. The present invention relates to a piezoelectric transformer that utilizes resonance in the vertical direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電気発生装置や液晶ディスプレイのバ
ックライト点灯用などでは、大きな電流値は必要としな
いが、1kVで数ワット程度の高電圧電源装置が用いら
れている。現在、これらの高電圧電源装置には電磁式ト
ランスが昇圧用として用いられているが、発生電磁ノイ
ズの低減や低消費電力化、機器の小型低背化などの要求
により、圧電トランスの実用化の検討がなされている。
2. Description of the Related Art A high voltage power supply device of about several watts at 1 kV is used, although a large current value is not required for lighting static electricity generators and backlights of liquid crystal displays. At present, electromagnetic transformers are used for boosting these high-voltage power supply devices, but due to demands such as reduction of generated electromagnetic noise, low power consumption, and small and low profile of equipment, practical use of piezoelectric transformers has been realized. Is being considered.

【0003】図4は、従来の圧電トランスを示す概略的
な斜視図である。図4に示す圧電振動子の一種である圧
電トランス30において、圧電セラミックスから成る矩
形板31には、矩形板31の表裏面のうちの矩形板31
の長さ方向のおよそ半分の部分に、矩形板31の厚さ方
向に対向する表面電極32および33が形成されてい
る。また、矩形板31の長側面のうちの矩形板31の長
さ方向の残り半分の部分には、矩形板31の幅方向に対
向する側面電極34および35が形成されている。矩形
板31は、その表面電極32、33の部分は図中矢印C
で示すように矩形板31の厚さ方向に分極され、また、
側面電極34と35との間の部分は図中矢印Dで示すよ
うに矩形板31の幅方向に分極されている。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a conventional piezoelectric transformer. In the piezoelectric transformer 30 which is a kind of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 4, the rectangular plate 31 made of piezoelectric ceramic has a rectangular plate 31 out of the front and back surfaces of the rectangular plate 31.
Surface electrodes 32 and 33 facing each other in the thickness direction of the rectangular plate 31 are formed in approximately half of the length direction of the rectangular plate 31. Further, side electrodes 34 and 35 facing each other in the width direction of the rectangular plate 31 are formed on the remaining half of the long side surface of the rectangular plate 31 in the length direction of the rectangular plate 31. The rectangular plate 31 has the surface electrodes 32 and 33 at the arrow C in the figure.
Is polarized in the thickness direction of the rectangular plate 31, and
The portion between the side surface electrodes 34 and 35 is polarized in the width direction of the rectangular plate 31 as shown by an arrow D in the figure.

【0004】図5(a)、(b)、および(c)は、図
4に示した圧電トランス30の動作原理の説明図であ
り、(a)は矩形板31の長さ方向の断面図、(b)は
矩形板31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、(c)はその時の歪分布
を示している。尚、説明の便宜上、各電極は図示せず、
また、切断面には斜線を付していない。図5(b)にお
いて、符号Eは、共振振動の節を示す。
FIGS. 5A, 5B, and 5C are explanatory views of the operation principle of the piezoelectric transformer 30 shown in FIG. 4, and FIG. 5A is a sectional view of the rectangular plate 31 in the longitudinal direction. , (B) are displacement distributions when the rectangular plate 31 is vibrating in the one-wavelength resonance mode of longitudinal vibration, and (c) shows a strain distribution at that time. For convenience of explanation, each electrode is not shown,
The cross section is not shaded. In FIG. 5B, the symbol E indicates a node of resonance vibration.

【0005】図4に図5(a)を併せ参照すると、表面
電極33をアース端子とし、表面電極32に矩形板31
の長さ方向の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31は、図5(b)お
よび(c)に示すように振動する。このとき、側面電極
34と35との間には、圧電効果により電圧が発生す
る。ここで、表面電極32に印加した入力電圧、ならび
に側面電極34と35との間に発生した出力電圧につい
て説明すると、表面電極32と表面電極33との対向間
隔は側面電極34と35との間隔に比べ十分に小さく、
かつ表面電極32、33の面積は側面電極34、35の
面積より十分に大きいため、入力側の静電容量は出力側
の静電容量に比べ十分大きな値となる。したがって、入
力側に低い電圧を印加して振動子を振動した場合には、
出力側には入力側電極間隔と出力側電極間隔との比に比
例した大きな電圧が発生する。
Referring to FIG. 4A together with FIG. 5A, the surface electrode 33 is used as a ground terminal, and the rectangular plate 31 is formed on the surface electrode 32.
When a voltage having a frequency equal to the resonance frequency of the one-wavelength resonance mode in the length direction is applied, the rectangular plate 31 vibrates as shown in FIGS. 5B and 5C. At this time, a voltage is generated between the side surface electrodes 34 and 35 by the piezoelectric effect. Here, the input voltage applied to the surface electrode 32 and the output voltage generated between the side surface electrodes 34 and 35 will be described. The facing distance between the surface electrode 32 and the surface electrode 33 is the distance between the side surface electrodes 34 and 35. Small enough compared to
Moreover, since the areas of the front surface electrodes 32 and 33 are sufficiently larger than the areas of the side surface electrodes 34 and 35, the electrostatic capacitance on the input side is sufficiently larger than the electrostatic capacitance on the output side. Therefore, when a low voltage is applied to the input side to vibrate the vibrator,
A large voltage is generated on the output side in proportion to the ratio of the input electrode spacing and the output electrode spacing.

【0006】静電気発生装置や液晶バックライトには、
低消費電力化や低電圧駆動化の要求がなされている。こ
の要求を実現する方法の一つとして、高電圧電源装置に
おける圧電トランスの入力側のインピーダンスを小さく
する方法がある。入力側のインピーダンスを小さくする
ために、圧電セラミック矩形板の厚さを薄し、入力側電
極を積層構造とすることが提案されている。例えば、矩
形板の長さ方向の2区分のうちの一方の区分にてセラミ
ックス分極用極およびトランス入力用極として矩形板の
表裏面にて対向する対の表面電極層ならびに矩形板の厚
さ方向に対面する対の対面電極層(複数対であってもよ
い)を厚さ方向に投影的に有し、対の表面電極層および
対の対面電極層の各一方の極および各他方の極をそれぞ
れ、矩形板の長側面にて第1、第2の共通配線層により
接続し、第1および第2の共通接続層をそれぞれ、矩形
板の長側面のうちの矩形板の共振振動の節上に形成する
と共に、外部へ配線するための外部電極として用いるよ
うな入力部構造を呈する圧電トランスが提案されてい
る。
For the static electricity generating device and the liquid crystal backlight,
There is a demand for low power consumption and low voltage driving. One of the methods to meet this requirement is to reduce the impedance on the input side of the piezoelectric transformer in the high voltage power supply device. In order to reduce the impedance on the input side, it has been proposed to reduce the thickness of the piezoelectric ceramic rectangular plate and make the input side electrode a laminated structure. For example, in one of two sections in the length direction of the rectangular plate, a pair of surface electrode layers facing each other on the front and back surfaces of the rectangular plate as a ceramic polarization pole and a transformer input pole and the thickness direction of the rectangular plate. Has a pair of facing electrode layers (may be a plurality of pairs) facing each other in the thickness direction, and has a pair of surface electrode layers and a pair of facing electrode layers with one pole and the other pole, respectively. Each of the long side surfaces of the rectangular plate is connected by the first and second common wiring layers, and the first and second common connection layers are respectively connected to the nodes of the resonance vibration of the rectangular plate among the long side surfaces of the rectangular plate. There has been proposed a piezoelectric transformer having an input portion structure that is formed as described above and is used as an external electrode for wiring to the outside.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電トラン
スの電極材料としては、一般に、銀または銀−パラジウ
ム合金が用いられる。ところが、銀や銀−パラジウム合
金は、これに電圧が印加された状態で大気中の水分が付
着した場合に、容易にイオン化し、所謂ミグレーション
(流動)現象を起こす。即ち、銀や銀−パラジウム合金
を対の表面電極の電極材料として用いた圧電トランスを
高湿度環境下で使用すると、絶縁抵抗が低下し、悪い場
合には短絡して圧電トランスの破壊に至ることがある。
Meanwhile, silver or a silver-palladium alloy is generally used as the electrode material of the piezoelectric transformer. However, silver or a silver-palladium alloy easily ionizes when moisture in the atmosphere adheres to the silver or silver-palladium alloy with a voltage applied, and causes a so-called migration phenomenon. That is, when a piezoelectric transformer using silver or a silver-palladium alloy as an electrode material for a pair of surface electrodes is used in a high humidity environment, the insulation resistance decreases, and in the worst case, a short circuit may occur, leading to destruction of the piezoelectric transformer. There is.

【0008】ミグレーション現象の防止策として、電極
材料に銀を用いずに、イオン化しにくい白金や金を用い
ればよいが、白金や金は高価であり、圧電トランスを工
業的に安価に製造するには不適である。あるいは、ハー
メチックシールにより、電極を含む圧電トランス全体を
密封し、電極が大気中の水分に触れることを防止する方
法も考えられるが、やはり、圧電トランスを工業的に安
価に製造するには不適である。
As a measure for preventing the migration phenomenon, platinum or gold which is hard to be ionized may be used without using silver as an electrode material. However, platinum or gold is expensive and a piezoelectric transformer can be manufactured industrially at low cost. Is not suitable for. Alternatively, a hermetic seal may be used to seal the entire piezoelectric transformer including the electrodes to prevent the electrodes from coming into contact with moisture in the atmosphere. However, it is still unsuitable for industrially inexpensively manufacturing piezoelectric transformers. is there.

【0009】本発明の課題は、入力側のインピーダンス
が小さく、かつ高湿度環境下で使用してもミグレーショ
ン現象が生ずることのない高い信頼性を有することは勿
論、安価である圧電トランスを提供することである。
An object of the present invention is to provide a piezoelectric transformer which has a small impedance on the input side and has a high reliability in which a migration phenomenon does not occur even when used in a high humidity environment, and is inexpensive. It is to be.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電性
セラミックスから成る矩形板の長さ方向の共振モードを
利用した圧電トランスにおいて、前記矩形板は、その長
さ方向に一方および他方の区分に二分され、前記矩形板
の前記一方の区分では、該矩形板の内部にて該矩形板の
厚さ方向に対面する対の内部電極層をセラミックス分極
用極およびトランス入力用極として少なくとも一対有す
ると共に、該矩形板の両長側面のそれぞれにて前記対の
内部電極層の一方の極および他方の極にそれぞれ接続さ
れる第1および第2の外部電極層を該矩形板の共振振動
の節上に有し、前記矩形板の前記他方の区分では、前記
矩形板の前記両長側面のそれぞれにて互いに対面する対
の側面電極層をセラミックス分極用極およびトランス出
力用極として有することを特徴とする圧電トランスが得
られる。
According to the present invention, in a piezoelectric transformer utilizing a resonance mode in the lengthwise direction of a rectangular plate made of piezoelectric ceramic, the rectangular plate has one and the other in the lengthwise direction. In the one section of the rectangular plate, at least one pair of internal electrode layers facing each other in the thickness direction of the rectangular plate as a ceramic polarization pole and a transformer input pole is divided into two sections. The first and second external electrode layers which have the first and second external electrode layers and which are respectively connected to the one pole and the other pole of the pair of internal electrode layers are provided on both long side surfaces of the rectangular plate. In the other section of the rectangular plate, a pair of side surface electrode layers facing each other on each of the long side surfaces of the rectangular plate are provided on the node as a ceramic polarization pole and a transformer output pole. A piezoelectric transformer is obtained, characterized in that.

【0011】本発明によればまた、前記第1および第2
の外部電極層ならびに前記対の側面電極層は、柔軟な樹
脂材で被覆されている前記圧電トランスが得られる。
According to the present invention, the first and second parts are also provided.
The external electrode layer and the pair of side electrode layers are covered with a flexible resin material to obtain the piezoelectric transformer.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例によ
る圧電トランスを説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】[実施例1]図1は、本発明の実施例1に
よる圧電トランスを示す斜視図である。図2は、図1に
おける圧電トランスを切断線A−A´により切断した縦
断面図である。図1および図2において、圧電トランス
10は、圧電性セラミックスから成る矩形板11の長さ
方向の共振モードを利用する圧電トランスである。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric transformer according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the piezoelectric transformer in FIG. 1 taken along the line AA ′. In FIGS. 1 and 2, a piezoelectric transformer 10 is a piezoelectric transformer that utilizes a resonance mode in the length direction of a rectangular plate 11 made of piezoelectric ceramics.

【0014】矩形板11は、その長さ方向に(図中左右
方向に)、2つに区分されている。圧電トランス10
は、矩形板11の図1中左側の区分では、内部に、内部
電極層12a、12b、および12cと、内部電極層1
3a、13b、および13cとを有している。内部電極
層12a、12b、12c、13a、13b、および1
3cは、矩形板11の厚さ方向に投影的に配され、セラ
ミックスを介して各々対面している。さらに、内部電極
層12a、12b、および12c、内部電極層13a、
13b、および13cはそれぞれ、矩形板11の長側面
にて外部電極層16、17により接続されている。この
ような構造によって、内部電極層12a、12b、およ
び12cがセラミックス分極用極およびトランス入力用
極の一方として、また、内部電極層13a、13b、お
よび13cがセラミックス分極用極およびトランス入力
用極の他方として用いられる。即ち、内部電極層は、セ
ラミックス分極用極、トランス入力用極を受け持たせる
ために、少なくとも一対設けられればよい。また、外部
電極層16、17は、矩形板11が振動するときの振幅
がゼロである点、即ち、共振振動の節上に形成されるべ
きである。そして、圧電トランス10を電気回路等に配
する際の支持については、共振振動の節にて支持を行う
ことが好ましいので、外部電極層16、17を利用す
る。
The rectangular plate 11 is divided into two parts in the length direction (left and right direction in the drawing). Piezoelectric transformer 10
In the section of the rectangular plate 11 on the left side in FIG. 1, the internal electrode layers 12a, 12b, and 12c and the internal electrode layer 1 are provided inside.
3a, 13b, and 13c. Internal electrode layers 12a, 12b, 12c, 13a, 13b, and 1
3 c are arranged in a projecting manner in the thickness direction of the rectangular plate 11 and face each other via ceramics. Further, the internal electrode layers 12a, 12b and 12c, the internal electrode layer 13a,
13b and 13c are connected by external electrode layers 16 and 17 on the long side surfaces of the rectangular plate 11, respectively. With such a structure, the internal electrode layers 12a, 12b and 12c serve as one of the ceramic polarization pole and the transformer input pole, and the internal electrode layers 13a, 13b and 13c serve as the ceramic polarization pole and the transformer input pole. Used as the other. That is, at least one pair of internal electrode layers may be provided in order to receive the ceramic polarization pole and the transformer input pole. Further, the external electrode layers 16 and 17 should be formed at a point where the amplitude when the rectangular plate 11 vibrates is zero, that is, on the node of resonance vibration. Regarding the support when the piezoelectric transformer 10 is arranged in an electric circuit or the like, since it is preferable to support at the node of resonance vibration, the external electrode layers 16 and 17 are used.

【0015】さらに、圧電トランス10は、矩形板11
の図1中右側の区分では、矩形板11の両長側面のそれ
ぞれにて互いに対面する対の側面電極層18、19をセ
ラミックス分極用極およびトランス出力用極として有し
ている。
Further, the piezoelectric transformer 10 includes a rectangular plate 11
1 has a pair of side surface electrode layers 18 and 19 facing each other on both long side surfaces of the rectangular plate 11 as a ceramic polarization pole and a transformer output pole, respectively.

【0016】次に、本発明の実施例1による圧電トラン
ス10の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the piezoelectric transformer 10 according to the first embodiment of the present invention will be described.

【0017】まず、PZT系圧電セラミックスから成る
幅10mm、長さ40mm、厚さ230μmの7枚のグ
リーンシートを用意する。7枚のグリーンシートのうち
の6枚の片面上に、銀−パラジウムから成る電極用ペー
ストにより内部電極層となるべき所定の電極パターンを
印刷する。この6枚の印刷シートを積層し、さらにこの
上に電極パターンの無いグリーンシートを1枚積層し、
圧着する。この積層体の長側面に外部電極層16および
17、側面電極層18および19となるべき所定の電極
パターンを印刷後、大気中で焼結する。
First, seven green sheets having a width of 10 mm, a length of 40 mm and a thickness of 230 μm and made of PZT type piezoelectric ceramics are prepared. A predetermined electrode pattern to be an internal electrode layer is printed on one surface of six of the seven green sheets with an electrode paste made of silver-palladium. These 6 print sheets are laminated, and further, one green sheet without an electrode pattern is laminated on this,
Crimp. After printing predetermined electrode patterns to be the external electrode layers 16 and 17 and the side surface electrode layers 18 and 19 on the long side surfaces of this laminated body, they are sintered in the atmosphere.

【0018】以上のようにして製造された圧電トランス
10は、幅10mm、長さ40mm、厚さ1mmであっ
て、1波長共振モードである。共振振動の節は、端面か
ら10mmの位置にある。尚、矩形板11の圧電セラミ
ックスの分極は、温度150℃、電界強度1.2kV/
mmで実施した。
The piezoelectric transformer 10 manufactured as described above has a width of 10 mm, a length of 40 mm, and a thickness of 1 mm, and has a one-wavelength resonance mode. The node of resonance vibration is located 10 mm from the end face. The polarization of the piezoelectric ceramics of the rectangular plate 11 is as follows: temperature 150 ° C., electric field strength 1.2 kV /
mm.

【0019】実施例1による圧電トランス10の性能
は、共振周波数が81.0KHz、不可抵抗が100K
Ωのときに、入力電圧5Vに対して出力電圧500Vで
あり、昇圧比は100であった。
The performance of the piezoelectric transformer 10 according to the first embodiment has a resonance frequency of 81.0 KHz and an irresistible resistance of 100 K.
When Ω, the output voltage was 500 V with respect to the input voltage 5 V, and the step-up ratio was 100.

【0020】[実施例2]図3は、本発明の実施例2に
よる圧電トランスを示す縦断面図である。尚、同図3に
おいて、実施例1と同一部あるいは同様部には、図1お
よび図2と同符号を付している。図3において、圧電ト
ランス10´は、実施例1による圧電トランス10と同
様に、矩形板11がその長さ方向に2つに区分されお
り、その一方の区分では、内部に内部電極層12a、1
2b、12cと内部電極層13a、13b、および13
cとを有し、これら内部電極層が矩形板11の長側面に
て外部電極層16、17により接続されている。また、
図示はしないが、矩形板11の他方の区分では、矩形板
11の両長側面のそれぞれにて互いに対面する対の側面
電極層を実施例1と同様に有している。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a piezoelectric transformer according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment or the same parts are designated by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2. 3, in the piezoelectric transformer 10 ′, the rectangular plate 11 is divided into two in the lengthwise direction, like the piezoelectric transformer 10 according to the first embodiment, and in one division, the internal electrode layer 12 a, 1
2b, 12c and internal electrode layers 13a, 13b, and 13
c, and these internal electrode layers are connected by the external electrode layers 16 and 17 on the long side surface of the rectangular plate 11. Also,
Although not shown, the other section of the rectangular plate 11 has a pair of side surface electrode layers facing each other on both long side surfaces of the rectangular plate 11, as in the first embodiment.

【0021】さらに、実施例2による圧電トランス10
´では、外部電極層16および17ならびに図示しない
対の側面電極層が、柔軟な弾性エポキシ樹脂から成る樹
脂層21で被覆されている。尚、図3中、外部電極層1
6および17は、実施例1とは異なり、矩形板11の表
裏面にまで達していない。これは、外部電極層16およ
び17に被覆される樹脂層21が圧電トランス10´の
外形(矩形板11の厚さ方向)からはみ出さないように
するためであるが、僅かなはみ出しに不都合がない場合
には、外部電極層16および17を実施例1と同様に矩
形板11の表裏面にまで達するように形成してもよい。
いずれにしても、外部電極層16および17は、矩形板
11の両長側面のうちの矩形板の共振振動の節上に形成
されればよい。
Further, the piezoelectric transformer 10 according to the second embodiment.
In ′, the external electrode layers 16 and 17 and a pair of side electrode layers (not shown) are covered with a resin layer 21 made of a flexible elastic epoxy resin. In FIG. 3, the external electrode layer 1
Unlike Example 1, 6 and 17 do not reach the front and back surfaces of the rectangular plate 11. This is to prevent the resin layer 21 coated on the external electrode layers 16 and 17 from protruding from the outer shape of the piezoelectric transformer 10 ′ (in the thickness direction of the rectangular plate 11), but a slight protrusion may cause inconvenience. If not, the external electrode layers 16 and 17 may be formed so as to reach the front and back surfaces of the rectangular plate 11 as in the first embodiment.
In any case, the external electrode layers 16 and 17 may be formed on the nodes of the resonance vibration of the rectangular plate of the long side surfaces of the rectangular plate 11.

【0022】実施例2による圧電トランス10´も、実
施例1による圧電トランス10と同様の製造工程(圧電
セラミックスの分極は、温度150℃、電界強度1.2
kV/mmで実施)に加えて、樹脂層21の被覆工程を
経て製造される。圧電トランス10´(幅10mm、長
さ40mm、厚さ1mm)の性能は、共振周波数が8
0.5KHz、不可抵抗が100KΩのときに、入力電
圧5Vに対して出力電圧485Vであり、昇圧比は97
であった。
The piezoelectric transformer 10 'according to the second embodiment also has the same manufacturing process as the piezoelectric transformer 10 according to the first embodiment (the polarization of the piezoelectric ceramic is 150 ° C., the electric field strength is 1.2).
In addition to (implemented at kV / mm), a resin layer 21 is coated. The piezoelectric transformer 10 '(width 10 mm, length 40 mm, thickness 1 mm) has a resonance frequency of 8
When the input voltage is 5V, the output voltage is 485V, and the step-up ratio is 97 when the resistance is 0.5KHz and the resistance is 100KΩ.
Met.

【0023】次に、実施例1および2による圧電トラン
ス10および10´と、比較例として、図4に示した従
来例による圧電トランス30それぞれ(いずれも、電極
材料として銀−パラジウムを用い、外形は幅10mm、
長さ40mm、厚さ1mmである)の高湿度環境下の信
頼性を評価するために、高湿度環境(温度85℃、相対
湿度90%)下で連続駆動した際の故障率を試験した。
試験結果を表1に示す。尚、実施例1および2による圧
電トランス10および10´共に、その共振振動の節に
て支持した。
Next, the piezoelectric transformers 10 and 10 'according to Examples 1 and 2 and the piezoelectric transformer 30 according to the conventional example shown in FIG. 4 as comparative examples (both using silver-palladium as an electrode material, Is 10 mm wide,
In order to evaluate the reliability in a high humidity environment of 40 mm in length and 1 mm in thickness), the failure rate when continuously driven in a high humidity environment (temperature 85 ° C., relative humidity 90%) was tested.
Table 1 shows the test results. Both the piezoelectric transformers 10 and 10 'according to Examples 1 and 2 were supported by their resonant vibration nodes.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】表1を参照すると、本発明による圧電トラ
ンスは、電極材料として同じ銀−パラジウム合金を用い
た従来構造の圧電トランスよりも、高湿度環境下に対す
る信頼性に優れていることがわかる。
Referring to Table 1, it can be seen that the piezoelectric transformer according to the present invention is more reliable in a high humidity environment than the conventional piezoelectric transformer using the same silver-palladium alloy as the electrode material.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明による圧電トランスは、矩形板が
その長さ方向に一方および他方の区分に二分され、矩形
板の一方の区分では、矩形板の内部にて矩形板の厚さ方
向に対面する対の内部電極層をセラミックス分極用極お
よびトランス入力用極として少なくとも一対有すると共
に、矩形板の両長側面のそれぞれにて対の内部電極層の
一方の極および他方の極にそれぞれ接続される第1およ
び第2の外部電極層を矩形板の共振振動の節上に有し、
矩形板の前記他方の区分では、矩形板の両長側面のそれ
ぞれにて互いに対面する対の側面電極層をセラミックス
分極用極およびトランス出力用極として有しているた
め、入力側のインピーダンスが小さいことは勿論、電極
材料として銀あるいは銀−パラジウム合金等を用いて高
湿度環境下で使用してもミグレーション現象が生ずるこ
とがない。即ち、高い信頼性を有していることは勿論、
安価である。
In the piezoelectric transformer according to the present invention, the rectangular plate is divided into one section and the other section in the longitudinal direction, and in one section of the rectangular plate, the rectangular plate is arranged inside the rectangular plate in the thickness direction of the rectangular plate. At least one pair of facing internal electrode layers is provided as a ceramic polarization pole and a transformer input pole, and is connected to one pole and the other pole of the pair of internal electrode layers on each of the long side surfaces of the rectangular plate. Having a first and a second external electrode layer on the node of the resonant vibration of the rectangular plate,
In the other section of the rectangular plate, since the pair of side surface electrode layers facing each other on both long side surfaces of the rectangular plate are provided as the ceramic polarization pole and the transformer output pole, the impedance on the input side is small. Of course, the migration phenomenon does not occur even if silver or a silver-palladium alloy is used as the electrode material in a high humidity environment. That is, of course, it has high reliability,
It is cheap.

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

【図1】本発明の実施例1による圧電トランスを示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す圧電トランスの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of the piezoelectric transformer shown in FIG.

【図3】本発明の実施例2による圧電トランスを示す縦
断面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図4】従来例による圧電トランスを示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a piezoelectric transformer according to a conventional example.

【図5】図4に示す圧電トランスの動作を説明するため
の図であり、(a)は矩形板の断面図、(b)は矩形板
が長さ方向1/2波長共振モードで振動している場合の
変位分布、(c)はそのときの歪分布を示す。
5A and 5B are views for explaining the operation of the piezoelectric transformer shown in FIG. 4, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of a rectangular plate, and FIG. 5B is a rectangular plate vibrating in a longitudinal half-wavelength resonance mode. And (c) shows the strain distribution at that time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10´、30 圧電トランス 11、31 矩形板 12a、12b、12c 内部電極層 13a、13b、13c 内部電極層 16、17 外部電極層 18、19、34、35 側面電極層 32、33 表面電極層 10, 10 ', 30 Piezoelectric transformer 11, 31 Rectangular plate 12a, 12b, 12c Internal electrode layer 13a, 13b, 13c Internal electrode layer 16, 17 External electrode layer 18, 19, 34, 35 Side electrode layer 32, 33 Surface electrode layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電性セラミックスから成る矩形板の長
さ方向の共振モードを利用した圧電トランスにおいて、
前記矩形板は、その長さ方向に一方および他方の区分に
二分され、前記矩形板の前記一方の区分では、該矩形板
の内部にて該矩形板の厚さ方向に対面する対の内部電極
層をセラミックス分極用極およびトランス入力用極とし
て少なくとも一対有すると共に、該矩形板の両長側面の
それぞれにて前記対の内部電極層の一方の極および他方
の極にそれぞれ接続される第1および第2の外部電極層
を該矩形板の共振振動の節上に有し、前記矩形板の前記
他方の区分では、前記矩形板の前記両長側面のそれぞれ
にて互いに対面する対の側面電極層をセラミックス分極
用極およびトランス出力用極として有することを特徴と
する圧電トランス。
1. A piezoelectric transformer utilizing a resonance mode in a longitudinal direction of a rectangular plate made of piezoelectric ceramics,
The rectangular plate is divided into one section and the other section in the length direction, and in the one section of the rectangular plate, a pair of internal electrodes facing each other in the thickness direction of the rectangular plate inside the rectangular plate. At least one pair of layers as ceramics polarization poles and transformer input poles, and first and second electrodes respectively connected to one pole and the other pole of the pair of internal electrode layers on each of both long side surfaces of the rectangular plate. A second external electrode layer is provided on a node of resonance vibration of the rectangular plate, and in the other section of the rectangular plate, a pair of side surface electrode layers facing each other on both of the long side surfaces of the rectangular plate. A piezoelectric transformer having a ceramic polarization pole and a transformer output pole.
【請求項2】 前記第1および第2の外部電極層ならび
に前記対の側面電極層は、柔軟な樹脂材で被覆されてい
る請求項1記載の圧電トランス。
2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the first and second external electrode layers and the pair of side electrode layers are covered with a flexible resin material.
JP7006539A 1995-01-19 1995-01-19 Piezoelectric transformer Pending JPH08195513A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501810A (en) * 1999-06-01 2003-01-14 リ、ホンギ Piezoelectric transformer with multi-output combining structure of extended vibration type

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