JPH08213665A - 圧電セラミックトランス - Google Patents
圧電セラミックトランスInfo
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- JPH08213665A JPH08213665A JP7014467A JP1446795A JPH08213665A JP H08213665 A JPH08213665 A JP H08213665A JP 7014467 A JP7014467 A JP 7014467A JP 1446795 A JP1446795 A JP 1446795A JP H08213665 A JPH08213665 A JP H08213665A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電セラミック素体の１次電極とで２次電極
間に帯状電極を有する圧電セラミックトランスの１次電
極と帯状電極間の沿面距離を拡大して、絶縁型圧電セラ
ミックトランスを得る。 【構成】 圧電セラミック素体１の１次側電極１０及び
１１又は／及び帯状電極８を圧電セラミック素体内に内
層させる。
間に帯状電極を有する圧電セラミックトランスの１次電
極と帯状電極間の沿面距離を拡大して、絶縁型圧電セラ
ミックトランスを得る。 【構成】 圧電セラミック素体１の１次側電極１０及び
１１又は／及び帯状電極８を圧電セラミック素体内に内
層させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はジルコン酸チタン酸鉛等
の圧電セラミックを用いた圧電セラミックトランスに係
わり、特に絶縁構造化した圧電セラミックトランスに関
する。
の圧電セラミックを用いた圧電セラミックトランスに係
わり、特に絶縁構造化した圧電セラミックトランスに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から圧電セラミックトランスは高圧
電源を得る方法として広く利用されている。この圧電セ
ラミックトランスは図６に示す様に、長さ２Ｌｍｍ、幅
Ｗｍｍ、厚さＴｍｍの長方体状の圧電セラミック素体１
の上下面（２Ｌ×Ｗ面）の長さ２Ｌ方向の略２Ｌ／２＝
Ｌ位置まで入力電極２及び３を形成し、同じく右側面
（Ｗ×Ｔ面）に出力電極６を形成し、入力側は厚さＴ方
向にＰ1 の様に分極し、出力側は長さＬ方向にＰ2 の様
に分極させる。これら、各電極２及び３並びに６は夫々
入出力端子４及び５並びに７に接続され、入力端子４及
び５間に入力電圧を供給することで出力端子７及び５間
に出力電圧が得られる様に成されている。
電源を得る方法として広く利用されている。この圧電セ
ラミックトランスは図６に示す様に、長さ２Ｌｍｍ、幅
Ｗｍｍ、厚さＴｍｍの長方体状の圧電セラミック素体１
の上下面（２Ｌ×Ｗ面）の長さ２Ｌ方向の略２Ｌ／２＝
Ｌ位置まで入力電極２及び３を形成し、同じく右側面
（Ｗ×Ｔ面）に出力電極６を形成し、入力側は厚さＴ方
向にＰ1 の様に分極し、出力側は長さＬ方向にＰ2 の様
に分極させる。これら、各電極２及び３並びに６は夫々
入出力端子４及び５並びに７に接続され、入力端子４及
び５間に入力電圧を供給することで出力端子７及び５間
に出力電圧が得られる様に成されている。
【０００３】上述の構成で入力電圧が供給される入力側
を低インピーダンスと成し、出力電圧が得られる出力側
を高インピーダンスにすれば、共振時にはインピーダン
ス比の平方根に等しい変圧比が得られる。
を低インピーダンスと成し、出力電圧が得られる出力側
を高インピーダンスにすれば、共振時にはインピーダン
ス比の平方根に等しい変圧比が得られる。
【０００４】即ち、変圧比（Ｖout ／Ｖin）は次の
（１）式の様に表される。 Ｖout ／Ｖin∝ｋ31・ｋ33・Ｑm ・Ｌ／Ｔ ‥‥‥ （１） ここで、ｋ31：横効果の結合係数、ｋ33：縦効果の結合
係数、Ｑm ：機械品質係数、Ｌ及びＴは圧電セラミック
体１の長さ及び厚さである。
（１）式の様に表される。 Ｖout ／Ｖin∝ｋ31・ｋ33・Ｑm ・Ｌ／Ｔ ‥‥‥ （１） ここで、ｋ31：横効果の結合係数、ｋ33：縦効果の結合
係数、Ｑm ：機械品質係数、Ｌ及びＴは圧電セラミック
体１の長さ及び厚さである。
【０００５】上述の（１）式から解る様に、Ｑm 及びＬ
／Ｔは大きくとれるので高電圧の発生に適している反
面、定格出力を大きくしようとすると入力電圧を大きく
しなければならず、汎用の電機機器の様に５Ｖ〜１２Ｖ
程度では前段に昇圧トランスやＤＣ−ＤＣコンバータを
必要とし、又、実装面積も長さ２Ｌが増大して大型化す
る点で問題があった。
／Ｔは大きくとれるので高電圧の発生に適している反
面、定格出力を大きくしようとすると入力電圧を大きく
しなければならず、汎用の電機機器の様に５Ｖ〜１２Ｖ
程度では前段に昇圧トランスやＤＣ−ＤＣコンバータを
必要とし、又、実装面積も長さ２Ｌが増大して大型化す
る点で問題があった。
【０００６】この様な問題点を解消するために薄手の圧
電セラミック素体を積層し、入力側、即ち１次側を並列
に接続させる様な圧電セラミックトランスが例えば、特
公昭５２−４５４７６号公報に開示されていて公知であ
る。
電セラミック素体を積層し、入力側、即ち１次側を並列
に接続させる様な圧電セラミックトランスが例えば、特
公昭５２−４５４７６号公報に開示されていて公知であ
る。
【０００７】上述の公報に開示されている構成を図７を
用いて簡単に説明する。
用いて簡単に説明する。
【０００８】図７で図６と同様の長さ２Ｌｍｍ、幅Ｗｍ
ｍ、厚さＴ′ｍｍ（Ｔ＞Ｔ′）を有する長方形状の複数
の図では３枚の圧電セラミック素体１，１，１を用意す
る。これら圧電セラミック素体１，１，１は１次側の入
力電極２，３の入力側の分極が交互に逆になる様に積層
して貼り合せてある。２次側の分極方向はすべて長さ２
Ｌ方向にとられている。又、入力側の電極２，３は入力
端子４及び５に互に並列接続されている。図７で真中の
圧電セラミック素体は上下の圧電セラミック素体１及び
１に対し２Ｌ×Ｗ面を逆にして挾着させている。この圧
電セラミック素体には図７では同一番号にダッシュを付
して区別して示してある。
ｍ、厚さＴ′ｍｍ（Ｔ＞Ｔ′）を有する長方形状の複数
の図では３枚の圧電セラミック素体１，１，１を用意す
る。これら圧電セラミック素体１，１，１は１次側の入
力電極２，３の入力側の分極が交互に逆になる様に積層
して貼り合せてある。２次側の分極方向はすべて長さ２
Ｌ方向にとられている。又、入力側の電極２，３は入力
端子４及び５に互に並列接続されている。図７で真中の
圧電セラミック素体は上下の圧電セラミック素体１及び
１に対し２Ｌ×Ｗ面を逆にして挾着させている。この圧
電セラミック素体には図７では同一番号にダッシュを付
して区別して示してある。
【０００９】又、入力電極２と出力電極６間の出力部側
に設けられた帯状電極８，８′は入力部側と出力部側の
分極との直交部分をなくして不要励振を防止するために
設けたもので、この様な圧電トランスの構成は特公昭４
６−７８９２号公報に詳記されている。その原理的構成
を図８で簡単に説明する。
に設けられた帯状電極８，８′は入力部側と出力部側の
分極との直交部分をなくして不要励振を防止するために
設けたもので、この様な圧電トランスの構成は特公昭４
６−７８９２号公報に詳記されている。その原理的構成
を図８で簡単に説明する。
【００１０】図８で示した圧電セラミックトランス１で
は入力電極２及び３の入力部分と出力部（発電部）との
境界面近傍の入力部側では矢印δ1 で示す外向きの応力
が加わり、出力部側では矢印δ2 で示す内向きの応力が
加わるため、この境界近傍では集中的なせん断歪が発生
し、分極中或いは動作中に破壊するために図８の様に入
力部側では分極の度合が中間領域９に行くに従って小さ
くなる様になすか、分極されない領域９を形成させる様
に成したものである。
は入力電極２及び３の入力部分と出力部（発電部）との
境界面近傍の入力部側では矢印δ1 で示す外向きの応力
が加わり、出力部側では矢印δ2 で示す内向きの応力が
加わるため、この境界近傍では集中的なせん断歪が発生
し、分極中或いは動作中に破壊するために図８の様に入
力部側では分極の度合が中間領域９に行くに従って小さ
くなる様になすか、分極されない領域９を形成させる様
に成したものである。
【００１１】この様な領域を形成するために、リング状
の帯状電極８が設けられ、この帯状電極８と出力電極間
に直流電界を印加し、出力部側を長さ方向にＰ2 の様に
分極し、入力電極２及び３間に直流電界を印加して厚み
方向に分極Ｐ1 を施すことで分極されない或いは厚み方
向に分極Ｐ1 される度合の少ない領域９を形成すること
が出来る。
の帯状電極８が設けられ、この帯状電極８と出力電極間
に直流電界を印加し、出力部側を長さ方向にＰ2 の様に
分極し、入力電極２及び３間に直流電界を印加して厚み
方向に分極Ｐ1 を施すことで分極されない或いは厚み方
向に分極Ｐ1 される度合の少ない領域９を形成すること
が出来る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来構成の図８
で説明した圧電セラミックトランスでは入力部側の入力
電極２及び３と出力部側に形成した帯状電極間の沿面距
離ＬS が近すぎて、例えば国際安全規格（ＩＥＣ９５
０）等で定められている絶縁型のトランスとしての沿面
距離ＬS ＝５ｍｍの規格内に入れることが出来ない問題
があった。
で説明した圧電セラミックトランスでは入力部側の入力
電極２及び３と出力部側に形成した帯状電極間の沿面距
離ＬS が近すぎて、例えば国際安全規格（ＩＥＣ９５
０）等で定められている絶縁型のトランスとしての沿面
距離ＬS ＝５ｍｍの規格内に入れることが出来ない問題
があった。
【００１３】上述の構成で出力部側の出力電圧を高くと
ろうとすれば当然、分極度合が少ないか分極が成されて
いない領域９の沿面距離ＬS は小さくしなければならな
いが、この様にすれば上述の安全規格上の沿面距離ＬS
がとれず、逆に安全規格を満たすために沿面距離ＬS を
大きく（例えば５ｍｍ）程度に拡げると（１）式でも明
らかな様に出力部側の長さＬが短くなって、出力電圧が
低下する問題が発生する。
ろうとすれば当然、分極度合が少ないか分極が成されて
いない領域９の沿面距離ＬS は小さくしなければならな
いが、この様にすれば上述の安全規格上の沿面距離ＬS
がとれず、逆に安全規格を満たすために沿面距離ＬS を
大きく（例えば５ｍｍ）程度に拡げると（１）式でも明
らかな様に出力部側の長さＬが短くなって、出力電圧が
低下する問題が発生する。
【００１４】更に、上述の従来構成の図７で説明した圧
電セラミックトランスでは有機接着剤を介して圧電セラ
ミック素体１，１′，１を互に積層接合させている。こ
の様な圧電セラミック素体１，１′，１では一層の厚み
を１５０μｍ以上にとらないと圧電セラミック素体の強
度が弱くなり、一層の厚みを薄く出来ないだけでなく、
１０層程度をまとめて貼り合せることは困難となって歩
留りが低下する問題があった。本発明は叙上の問題点を
解消した圧電セラミックトランスを提供するもので、そ
の目的とするところは帯状電極を出力部側に有する圧電
セラミックトランスを絶縁トランス化し得て高電圧電極
回路に利用可能なものを得ると共に、機械的強度を充分
に保持しながらＬ／Ｔを大きく、即ち圧電セラミック素
体上の厚みを充分に薄くし得て、変圧比を大きく出来
て、入力電圧を低くすることが出来、且つＱを低下させ
ず出力電圧が安定な圧電セラミックトランスを得ようと
するものである。
電セラミックトランスでは有機接着剤を介して圧電セラ
ミック素体１，１′，１を互に積層接合させている。こ
の様な圧電セラミック素体１，１′，１では一層の厚み
を１５０μｍ以上にとらないと圧電セラミック素体の強
度が弱くなり、一層の厚みを薄く出来ないだけでなく、
１０層程度をまとめて貼り合せることは困難となって歩
留りが低下する問題があった。本発明は叙上の問題点を
解消した圧電セラミックトランスを提供するもので、そ
の目的とするところは帯状電極を出力部側に有する圧電
セラミックトランスを絶縁トランス化し得て高電圧電極
回路に利用可能なものを得ると共に、機械的強度を充分
に保持しながらＬ／Ｔを大きく、即ち圧電セラミック素
体上の厚みを充分に薄くし得て、変圧比を大きく出来
て、入力電圧を低くすることが出来、且つＱを低下させ
ず出力電圧が安定な圧電セラミックトランスを得ようと
するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電セラミック
トランスはその例が図１に示されている様に、長方形板
状の圧電セラミック素体１の入力部に厚さ方向に分極Ｐ
1 された入力電極２及び３を設けると共に、出力部は長
手方向に分極Ｐ2 された端面に出力電極６を有し、分極
境界近傍の該出力部に帯状電極８を有する圧電セラミッ
クトランスに於いて、入力電極２及び３又は帯状電極８
の少なくとも一方の電極２，３並びに８を主面上と離れ
た厚み方向に配設して成るものである。
トランスはその例が図１に示されている様に、長方形板
状の圧電セラミック素体１の入力部に厚さ方向に分極Ｐ
1 された入力電極２及び３を設けると共に、出力部は長
手方向に分極Ｐ2 された端面に出力電極６を有し、分極
境界近傍の該出力部に帯状電極８を有する圧電セラミッ
クトランスに於いて、入力電極２及び３又は帯状電極８
の少なくとも一方の電極２，３並びに８を主面上と離れ
た厚み方向に配設して成るものである。
【００１６】
【作用】本発明によれば入力部側の入力電極２又は３と
帯状電極８の少なくとも一方の電極を主面上と離れた厚
み方向に配設させる様に成したので圧電セラミックトラ
ンスの絶縁化が図れると共に複数の圧電セラミック素体
に予め上述の入力電極や帯状電極等の内部電極を形成
し、積層後熱圧着して、焼結させて一体化させた後に積
層間で並列接続する様に形成したので、セラミック厚を
薄く出来、低い入力電圧で変圧比が大きくとれ、Ｑが低
下することなく、安定した出力電圧が得られる。
帯状電極８の少なくとも一方の電極を主面上と離れた厚
み方向に配設させる様に成したので圧電セラミックトラ
ンスの絶縁化が図れると共に複数の圧電セラミック素体
に予め上述の入力電極や帯状電極等の内部電極を形成
し、積層後熱圧着して、焼結させて一体化させた後に積
層間で並列接続する様に形成したので、セラミック厚を
薄く出来、低い入力電圧で変圧比が大きくとれ、Ｑが低
下することなく、安定した出力電圧が得られる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の圧電セラミックトランスを図
１乃至図４によって説明する。
１乃至図４によって説明する。
【００１８】図１は本発明の圧電セラミックトランス１
０の全体的な斜視図を示すものであり、図で４及び５は
５Ｖ〜１２Ｖ程度の入力電圧が供給される入力端子で圧
電セラミックトランス１０の１次側入力電圧端子であ
り、７及び８は昇圧された高電圧が出力される出力端子
で圧電セラミックトランス１０の２次側出力電圧端子で
ある。
０の全体的な斜視図を示すものであり、図で４及び５は
５Ｖ〜１２Ｖ程度の入力電圧が供給される入力端子で圧
電セラミックトランス１０の１次側入力電圧端子であ
り、７及び８は昇圧された高電圧が出力される出力端子
で圧電セラミックトランス１０の２次側出力電圧端子で
ある。
【００１９】１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは圧電セラミック
グリーンシート等の圧電セラミック層であり、長さ２Ｌ
ｍｍ，幅Ｗｍｍ，厚さＴ′ｍｍ（Ｔ＞Ｔ′）と成されて
いる。これら複数の圧電セラミックグリーンシートのう
ち１２Ｂ及び１２Ｃに示す圧電セラミックグリーンシー
トのみ、その長手方向の２Ｌの略々半分の長さＬ位置ま
で、一面のみ内部電極１０及び１１を形成し、電極を形
成しないセラミックグリーンシート１２Ａを図１では３
枚積層焼結させて一体化させている。更に主面上には帯
状電極８及び圧電セラミック素体１の右側面（右のＷ×
Ｔ面）に出力電極６が形成される。
グリーンシート等の圧電セラミック層であり、長さ２Ｌ
ｍｍ，幅Ｗｍｍ，厚さＴ′ｍｍ（Ｔ＞Ｔ′）と成されて
いる。これら複数の圧電セラミックグリーンシートのう
ち１２Ｂ及び１２Ｃに示す圧電セラミックグリーンシー
トのみ、その長手方向の２Ｌの略々半分の長さＬ位置ま
で、一面のみ内部電極１０及び１１を形成し、電極を形
成しないセラミックグリーンシート１２Ａを図１では３
枚積層焼結させて一体化させている。更に主面上には帯
状電極８及び圧電セラミック素体１の右側面（右のＷ×
Ｔ面）に出力電極６が形成される。
【００２０】更に、１次側に積層した圧電セラミックグ
リーンシート１２Ａ〜１２Ｃの内部電極１０及び１１は
並列的に接続されて、側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂに
１次側電圧が供給される。
リーンシート１２Ａ〜１２Ｃの内部電極１０及び１１は
並列的に接続されて、側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂに
１次側電圧が供給される。
【００２１】この様な構成の圧電セラミックトランス１
０の製造方法を図２及び図３を用いて説明する。
０の製造方法を図２及び図３を用いて説明する。
【００２２】先ずセラミック原料としてＰｂＯ（酸化
鉛）、ＺｒＯ2 （二酸化ジルコニウム）、ＴｉＯ2 （二
酸化チタン）、ＮｉＯ（酸化ニッケル）、ＺｎＯ（酸化
亜鉛）、Ｎｂ2 Ｏ5 （五酸化二ニオブ）、Ｂｉ2 Ｏ
3 （三酸化二ビスマス）、ＭｎＯ2（二酸化マンガン）
を所定の割合に混合し、ボールミルにて１５時間混合す
ることで、例えばＰｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ
（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 −Ｂｉ2/3 ＴｉＯ3 −ＭｎＯ2 を得る様に調合す
る。
鉛）、ＺｒＯ2 （二酸化ジルコニウム）、ＴｉＯ2 （二
酸化チタン）、ＮｉＯ（酸化ニッケル）、ＺｎＯ（酸化
亜鉛）、Ｎｂ2 Ｏ5 （五酸化二ニオブ）、Ｂｉ2 Ｏ
3 （三酸化二ビスマス）、ＭｎＯ2（二酸化マンガン）
を所定の割合に混合し、ボールミルにて１５時間混合す
ることで、例えばＰｂＴｉＯ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ
（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 −Ｂｉ2/3 ＴｉＯ3 −ＭｎＯ2 を得る様に調合す
る。
【００２３】次にこの様にして得た粉体をプレス成形
し、９００℃で２時間仮焼する。
し、９００℃で２時間仮焼する。
【００２４】上述の如くして仮焼して得た仮焼粉１００
重量部に対し、ポリビニルブチラールからなる有機結剤
５重量部、エチルアルコールからなる有機溶剤１０重量
部、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）からなる可塑剤１重
量部を調合してボールミルにて１５時間図３の様に混合
１５してテープ成形用スリップを得る。
重量部に対し、ポリビニルブチラールからなる有機結剤
５重量部、エチルアルコールからなる有機溶剤１０重量
部、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）からなる可塑剤１重
量部を調合してボールミルにて１５時間図３の様に混合
１５してテープ成形用スリップを得る。
【００２５】次にテープキャステング法として知られて
いるドクターブレード法によってテープ成形用スリップ
をベルト上に設けたホッパに流し込む。
いるドクターブレード法によってテープ成形用スリップ
をベルト上に設けたホッパに流し込む。
【００２６】ベルトは駆動プーリ、及び被駆動プーリに
囲繞され、両プーリ間のベルトはエンドレス的に移動し
ている。
囲繞され、両プーリ間のベルトはエンドレス的に移動し
ている。
【００２７】ポッパ内に流し込まれたスリップはドクタ
プレードによって所定厚みのシートとなされベルト上を
移動させる途中に配設した赤外線等の乾燥炉で溶剤を蒸
発させて、所定厚みの例えば厚さ２００μｍのセラミッ
クグリーンシートを得る。尚このセラミックグリーンシ
ートはローラでベルトから剥離されて、テープ状の連続
したセラミックグリーンシートが得られる。（図３の１
６）
プレードによって所定厚みのシートとなされベルト上を
移動させる途中に配設した赤外線等の乾燥炉で溶剤を蒸
発させて、所定厚みの例えば厚さ２００μｍのセラミッ
クグリーンシートを得る。尚このセラミックグリーンシ
ートはローラでベルトから剥離されて、テープ状の連続
したセラミックグリーンシートが得られる。（図３の１
６）
【００２８】次に、テープ上のセラミックグリーンシー
トを打抜いて、長さ２Ｌｍｍ、幅Ｗｍｍ、厚さＴ′＝２
００μｍの長方形状の圧電セラミックグリーンシート１
２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを図２Ａの様に複数枚得る。（図
３の１７）
トを打抜いて、長さ２Ｌｍｍ、幅Ｗｍｍ、厚さＴ′＝２
００μｍの長方形状の圧電セラミックグリーンシート１
２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを図２Ａの様に複数枚得る。（図
３の１７）
【００２９】次にこの様な所定形状に形成した圧電セラ
ミックグリーンシートのうち一番上に置かれる圧電用セ
ラミックグリーンシート１２Ａを除く圧電セラミックグ
リーンシート１２Ｂ及び１２Ｃの主面（２Ｌ×Ｗ面）の
片面に内部電極１０及び１１を所定の形状に印刷する。
この内部電極１０及び１１としてはＡｇ−Ｐｄペースト
等が用いられる。本例では圧電セラミックグリーンシー
ト１２Ｂ及び１２Ｃの長手方向の長さ２Ｌの略々半分の
長さＬ位置まで、主面の片方に内部電極１２が図２Ａの
様に形成される。この内部電極１０及び１１のパターン
はコーナが交互にＡｇ−Ｐｄペーストが付着されていな
い三角形状の非導通部１４が形成されている。かくし
て、内部電極の印刷が図３の１８の様に終了する。
ミックグリーンシートのうち一番上に置かれる圧電用セ
ラミックグリーンシート１２Ａを除く圧電セラミックグ
リーンシート１２Ｂ及び１２Ｃの主面（２Ｌ×Ｗ面）の
片面に内部電極１０及び１１を所定の形状に印刷する。
この内部電極１０及び１１としてはＡｇ−Ｐｄペースト
等が用いられる。本例では圧電セラミックグリーンシー
ト１２Ｂ及び１２Ｃの長手方向の長さ２Ｌの略々半分の
長さＬ位置まで、主面の片方に内部電極１２が図２Ａの
様に形成される。この内部電極１０及び１１のパターン
はコーナが交互にＡｇ−Ｐｄペーストが付着されていな
い三角形状の非導通部１４が形成されている。かくし
て、内部電極の印刷が図３の１８の様に終了する。
【００３０】次に、内部電極の形成された圧電セラミッ
クグリーンシート１２Ａ〜１２Ｃを所定枚数（図２Ｂで
は３枚であるが実際には１０枚程度）積層する。（図３
の１９）
クグリーンシート１２Ａ〜１２Ｃを所定枚数（図２Ｂで
は３枚であるが実際には１０枚程度）積層する。（図３
の１９）
【００３１】次に、ラミネートされた圧電セラミックグ
リーンシート１２Ａ〜１２Ｃを熱圧着して一体化する。
リーンシート１２Ａ〜１２Ｃを熱圧着して一体化する。
【００３２】次にこの一体化したものを１２００℃で３
時間焼結することで図２Ｂの圧電セラミック素体１を得
る。（図３の２０）
時間焼結することで図２Ｂの圧電セラミック素体１を得
る。（図３の２０）
【００３３】次に、図２Ｃの様に圧電セラミック素体１
の前後側面（２Ｌ×Ｔ面）１次側前面にＡｇ等の側面外
部電極１３Ａ及び１３Ｂを焼付けることで内部電極１０
及び１１‥‥と外部電極１３Ａ及び１３Ｂを並列接続す
る。
の前後側面（２Ｌ×Ｔ面）１次側前面にＡｇ等の側面外
部電極１３Ａ及び１３Ｂを焼付けることで内部電極１０
及び１１‥‥と外部電極１３Ａ及び１３Ｂを並列接続す
る。
【００３４】次に、２次側の出力電極として圧電セラミ
ック素体１の右側面（Ｗ×Ｔ面）に側面外部電極、即ち
出力電極６を形成する。
ック素体１の右側面（Ｗ×Ｔ面）に側面外部電極、即ち
出力電極６を形成する。
【００３５】更に、圧電セラミック素体１の上下主面
（２Ｌ×Ｗ面）に側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂとの間
に沿面距離ＬS ′をとって帯状電極８及び８を形成す
る。
（２Ｌ×Ｗ面）に側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂとの間
に沿面距離ＬS ′をとって帯状電極８及び８を形成す
る。
【００３６】上述の側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂ、出
力電極６並びに帯状電極８及び８は図２Ｃに示す様に１
回の工程で形成されることは明らかである。（図３の２
１）
力電極６並びに帯状電極８及び８は図２Ｃに示す様に１
回の工程で形成されることは明らかである。（図３の２
１）
【００３７】次に分極工程（図３の２２）に移る。即
ち、図４に示す（図４では後述するも帯状電極８を圧電
セラミック素体１内に組み込んだ構成で、且つ、６枚の
セラミックグリーンシートを積層した例を示す）様に２
次側を圧電セラミック素体１の長手方向にＰ2 の様に分
極を施すために帯状電極８を外部電極側で短絡させて取
り出した出力端子と出力電極６間に２５ＫＶ／ｃｍのＤ
Ｃ高電圧を１時間印加する。
ち、図４に示す（図４では後述するも帯状電極８を圧電
セラミック素体１内に組み込んだ構成で、且つ、６枚の
セラミックグリーンシートを積層した例を示す）様に２
次側を圧電セラミック素体１の長手方向にＰ2 の様に分
極を施すために帯状電極８を外部電極側で短絡させて取
り出した出力端子と出力電極６間に２５ＫＶ／ｃｍのＤ
Ｃ高電圧を１時間印加する。
【００３８】次に１次側を分極するため側面外部電極１
３Ａ及び１３Ｂ間に同じく２５ＫＶ／ｃｍのＤＣを１０
０℃で１時間分極することで圧電セラミックグリーンシ
ートは交互にＰ1 及びＰ1 ′方向と反対方向に分極さ
れ、積層型の圧電セラミックトランスが得られる。
３Ａ及び１３Ｂ間に同じく２５ＫＶ／ｃｍのＤＣを１０
０℃で１時間分極することで圧電セラミックグリーンシ
ートは交互にＰ1 及びＰ1 ′方向と反対方向に分極さ
れ、積層型の圧電セラミックトランスが得られる。
【００３９】叙述の構成によれば入力電極は圧電セラミ
ック素体１の内部に内挿されており、１次側入力取り出
し用に前後側面に形成した側面外部電極１３Ａ及び１３
Ｂは左側端面（左Ｗ×Ｔ面）に位置しているために主面
（２Ｌ×Ｗ面）に露呈している帯電電極８との沿面距離
はＬS ′の様に側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂと帯電電
極８間の距離となり、従来例の沿面距離ＬS に比べ
ＬS ′>>ＬS となり、安全規格を充分に満足する絶縁型
圧電トランスを提供可能となる。
ック素体１の内部に内挿されており、１次側入力取り出
し用に前後側面に形成した側面外部電極１３Ａ及び１３
Ｂは左側端面（左Ｗ×Ｔ面）に位置しているために主面
（２Ｌ×Ｗ面）に露呈している帯電電極８との沿面距離
はＬS ′の様に側面外部電極１３Ａ及び１３Ｂと帯電電
極８間の距離となり、従来例の沿面距離ＬS に比べ
ＬS ′>>ＬS となり、安全規格を充分に満足する絶縁型
圧電トランスを提供可能となる。
【００４０】圧電セラミック素体１内に内挿した内部電
極１０及び１１の先端部２４と帯電電極８間の距離は短
い様に感じるが、圧電セラミック自体は抵抗率が１０10
Ωｃｍもあり絶縁物として充分な性能を有し、然もグリ
ーンシート積層方により内部電極との一体焼成により作
製されるため、図８の様に１次電極２及び３と帯状電極
８間で放電は生じない。
極１０及び１１の先端部２４と帯電電極８間の距離は短
い様に感じるが、圧電セラミック自体は抵抗率が１０10
Ωｃｍもあり絶縁物として充分な性能を有し、然もグリ
ーンシート積層方により内部電極との一体焼成により作
製されるため、図８の様に１次電極２及び３と帯状電極
８間で放電は生じない。
【００４１】上述の実施例では１次側電極を内層し帯電
電極を主面に形成した構成を説明したが、図５Ａ及び図
５Ｂに他の構成を詳述する。
電極を主面に形成した構成を説明したが、図５Ａ及び図
５Ｂに他の構成を詳述する。
【００４２】図５Ａは圧電セラミック素体１として４枚
の圧電セラミックグリーンシート１２Ａ〜１２Ｄを積層
した場合であるが、本例では上下主面（２Ｌ×Ｗ面）に
１次側外部電極２及び３を形成し、内部電極１１と並列
に接続し、内部電極１０及び１０ａ同士を並列接続して
外部側面電極１３Ａ及び１３Ｂから取り出す様に成すと
共に、帯電電極８‥‥を圧電セラミック素体１内に内層
させる様に成したものである。
の圧電セラミックグリーンシート１２Ａ〜１２Ｄを積層
した場合であるが、本例では上下主面（２Ｌ×Ｗ面）に
１次側外部電極２及び３を形成し、内部電極１１と並列
に接続し、内部電極１０及び１０ａ同士を並列接続して
外部側面電極１３Ａ及び１３Ｂから取り出す様に成すと
共に、帯電電極８‥‥を圧電セラミック素体１内に内層
させる様に成したものである。
【００４３】図５Ｂに示すものは図４で説明したと同様
の構成で１次電極１０，１１，１０ａと帯状電極８を共
に電圧セラミック素体１内に共に内挿させた場合で、こ
れらの構成に於いても沿面距離ＬS ′>>ＬS と成し得
る。
の構成で１次電極１０，１１，１０ａと帯状電極８を共
に電圧セラミック素体１内に共に内挿させた場合で、こ
れらの構成に於いても沿面距離ＬS ′>>ＬS と成し得
る。
【００４４】
【発明の効果】本発明の圧電セラミックトランスによれ
ば１次側の入力電極と２次側の出力側に設けられる帯状
電極間の沿面距離ＬS ′を充分に大きくとれて、安全規
格上の絶縁物として充分な性能を有する圧電セラミック
トランスを得ることが出来るので高電圧電源やスイッチ
ング電源に用いるに適した作製容易な圧電トランスを得
ることが出来る。
ば１次側の入力電極と２次側の出力側に設けられる帯状
電極間の沿面距離ＬS ′を充分に大きくとれて、安全規
格上の絶縁物として充分な性能を有する圧電セラミック
トランスを得ることが出来るので高電圧電源やスイッチ
ング電源に用いるに適した作製容易な圧電トランスを得
ることが出来る。
【図１】本発明の一実施例を示す圧電セラミックトラン
スの斜視図である。
スの斜視図である。
【図２】本発明の圧電セラミックトランスの組立説明図
である。
である。
【図３】本発明の圧電セラミックトランスの作製工程図
である。
である。
【図４】本発明の圧電セラミックトランスの分極方法説
明図である。
明図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す圧電セラミックトラ
ンスの構成図である。
ンスの構成図である。
【図６】従来の圧電セラミックトランスの原理説明図で
ある。
ある。
【図７】従来の積層圧電セラミックトランスの側面図で
ある。
ある。
【図８】従来の他の圧電セラミックトランスの分極方法
説明図である。
説明図である。
８ 帯状電極 １０，１０ａ，１１ 内部電極 １２Ａ〜１２Ｃ 圧電セラミック層 １３Ａ，１３Ｂ 外部側面電極 ＬS ，ＬS ′ 沿面距離
Claims (5)
- 【請求項１】 長方形板状の圧電セラミック素体の入力
部に厚さ方向に分極された入力電極を設けると共に、出
力部は長手方向に分極された端面に出力電極を有し、分
極境界近傍の該出力部に帯状電極を有する圧電セラミッ
クトランスに於いて、 上記入力電極又は帯状電極の少なくとも一方の電極を主
面上と離れた厚み方向に配設して成ることを特徴とする
圧電セラミックトランス。 - 【請求項２】 前記圧電セラミックトランスを複数の圧
電セラミック素体で構成し、前記入力電極又は／及び帯
状電極を内部に積層する圧電セラミックトランス素体に
配設後に一体焼成して成ることを特徴とする請求項１記
載の圧電セラミックトランス。 - 【請求項３】 前記入力電極を圧電セラミックトランス
素体の内部に内挿し、前記帯状電極を圧電セラミック素
体の主面上に配設して成ることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の圧電セラミックトランス。 - 【請求項４】 前記入力電極を圧電セラミックトランス
素体の主面上に配設し、前記帯状電極を圧電セラミック
素体の内部に内挿させて成ることを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の圧電セラミックトランス。 - 【請求項５】 前記入力電極及び帯状電極を共に圧電セ
ラミック素体の内部に内挿して成ることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の圧電セラミックトランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014467A JPH08213665A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 圧電セラミックトランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014467A JPH08213665A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 圧電セラミックトランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213665A true JPH08213665A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11861869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7014467A Pending JPH08213665A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 圧電セラミックトランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213665A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019916A1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Taiheiyo Cement Corporation | Piezoelectric transformer element and method of mounting it in a housing |
| JP2009231651A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nec Tokin Corp | 圧電トランス |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7014467A patent/JPH08213665A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019916A1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Taiheiyo Cement Corporation | Piezoelectric transformer element and method of mounting it in a housing |
| US6342752B1 (en) | 1997-10-15 | 2002-01-29 | Taiheiyo Cement Corporation | Piezoelectric transformer element and method of mounting it in a housing |
| JP2009231651A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nec Tokin Corp | 圧電トランス |
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