JPH08306984A - 圧電トランス - Google Patents
圧電トランスInfo
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- JPH08306984A JPH08306984A JP7113389A JP11338995A JPH08306984A JP H08306984 A JPH08306984 A JP H08306984A JP 7113389 A JP7113389 A JP 7113389A JP 11338995 A JP11338995 A JP 11338995A JP H08306984 A JPH08306984 A JP H08306984A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結時のセラミック結晶粒子の反応性をコン
トロールし、圧電トランス全体のセラミック結晶粒径を
均一化し、高性能が得られる構造の圧電トランスを提供
すること。 【構成】 入力部及び出力部を有する圧電性セラミック
矩形板１０を含み、入力部に圧電性セラミック矩形板１
０の厚さ方向で対向する内部電極層１２が設けられてい
る圧電トランスにおいて、出力部に前記厚さ方向で間隔
をあけて積層された浮遊内部電極１５が設けられている
ことを特徴とする。
トロールし、圧電トランス全体のセラミック結晶粒径を
均一化し、高性能が得られる構造の圧電トランスを提供
すること。 【構成】 入力部及び出力部を有する圧電性セラミック
矩形板１０を含み、入力部に圧電性セラミック矩形板１
０の厚さ方向で対向する内部電極層１２が設けられてい
る圧電トランスにおいて、出力部に前記厚さ方向で間隔
をあけて積層された浮遊内部電極１５が設けられている
ことを特徴とする。
Description
【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、こ
の矩形板の長さ方向の共振を利用した圧電トランスに関
するものである。
用いた圧電トランスに関し、特に圧電セラミックス矩形
板の内部と表面に分極用と入出力用の電極を形成し、こ
の矩形板の長さ方向の共振を利用した圧電トランスに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】静電気発生装置や液晶ディスプレイのバ
ックライト点灯用等では、大きな電流値は必要としない
が、１ｋＶ−数ワット程度の高電圧電源が用いられてい
る。現在、これらの電源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、機器の小型低背化等の要求により、圧電トラン
スの実用化の検討がなされている。
ックライト点灯用等では、大きな電流値は必要としない
が、１ｋＶ−数ワット程度の高電圧電源が用いられてい
る。現在、これらの電源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、機器の小型低背化等の要求により、圧電トラン
スの実用化の検討がなされている。
【０００３】図３は従来の圧電トランスに用いられてい
る圧電性セラミック矩形板（圧電振動子）の斜視図であ
る。図３において、圧電セラミックス矩形板３０には、
その長さ方向のおよそ半分の部分にその厚さ方向で対向
する電極３２及び３３が形成されている。また、圧電セ
ラミックス矩形板３０の電極３２及び３３が形成された
部分とは反対側の側面には、側面電極３４及び３５が形
成されている。圧電セラミックス矩形板３０は、矢印で
示すように、電極３２及び３３の部分は厚さ方向に分極
され、側面電極３４及び３５の間の部分は、矢印で示す
ように、圧電セラミックス矩形板３０の幅方向に分極さ
れている。
る圧電性セラミック矩形板（圧電振動子）の斜視図であ
る。図３において、圧電セラミックス矩形板３０には、
その長さ方向のおよそ半分の部分にその厚さ方向で対向
する電極３２及び３３が形成されている。また、圧電セ
ラミックス矩形板３０の電極３２及び３３が形成された
部分とは反対側の側面には、側面電極３４及び３５が形
成されている。圧電セラミックス矩形板３０は、矢印で
示すように、電極３２及び３３の部分は厚さ方向に分極
され、側面電極３４及び３５の間の部分は、矢印で示す
ように、圧電セラミックス矩形板３０の幅方向に分極さ
れている。
【０００４】図４は図３の圧電振動子を用いた圧電トラ
ンスの動作原理の説明図であり、（ａ）は圧電セラミッ
クス矩形板の側面図、（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
の変位分布を示す側面図、（ｃ）はその時の歪分布を示
す側面図である。図４（ａ）において電極３３をアース
端子とし、電極３２に圧電セラミックス矩形板３０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３０は、図４（ｂ）及び
（ｃ）に示すように振動する。この時、側面電極３４と
３５の間には圧電効果により電圧が発生する。ここで、
電極３２に印加した入力電圧と側面電極３４及び３５間
に発生した出力電圧について説明すると、電極３２と電
極３３の対向間隔は側面電極３４及び３５との間隔に比
べ十分に小さく、電極３２及び３３の面積は側面電極３
４及び３５間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。
従って、入力側に低い電圧を印加して圧電振動子を振動
した場合、入力側電極間と出力側電極間の間隔と静電容
量の比に比例した大きな電圧が出力側に発生する。
ンスの動作原理の説明図であり、（ａ）は圧電セラミッ
クス矩形板の側面図、（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
の変位分布を示す側面図、（ｃ）はその時の歪分布を示
す側面図である。図４（ａ）において電極３３をアース
端子とし、電極３２に圧電セラミックス矩形板３０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３０は、図４（ｂ）及び
（ｃ）に示すように振動する。この時、側面電極３４と
３５の間には圧電効果により電圧が発生する。ここで、
電極３２に印加した入力電圧と側面電極３４及び３５間
に発生した出力電圧について説明すると、電極３２と電
極３３の対向間隔は側面電極３４及び３５との間隔に比
べ十分に小さく、電極３２及び３３の面積は側面電極３
４及び３５間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。
従って、入力側に低い電圧を印加して圧電振動子を振動
した場合、入力側電極間と出力側電極間の間隔と静電容
量の比に比例した大きな電圧が出力側に発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】静電気発生装置や液晶
バックライトのバッテリー駆動等の低電圧駆動化の要求
に対して、図３で説明した圧電トランスで、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
の厚さを薄くし入力側電極を積層構造とする構造が考え
られ、各種構造が提案されている。それらは圧電性セラ
ミック矩形板のその長さ方向のほぼ半分の部分の内部
に、その矩形板の厚さ方向で対向する複数のセラミック
ス分極用の内部電極層が形成され、更にこのほぼ半分の
部分の両側面にトランス入力用の外部電極が形成され、
内部電極層が対向電極を構成するように矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきにそれぞれ共通の外部電極に接
続した構造を有し、これにより圧電性セラミック矩形板
の片側半分に入力部が構成されている。内部電極材料と
しては圧電セラミックスとの同時焼結に耐えられる貴金
属が用いられ、白金、パラジウム又は銀−パラジウム合
金が使用される。一般に、白金やパラジウム等の貴金属
電極材料は触媒として実用化されており、チタン酸ジル
コン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックス材料に対しても、焼
結反応を促進する効果がある。従って、焼結時に内部電
極を含む圧電性セラミック矩形板のほぼ半分の部分と、
内部電極を含まない圧電性セラミック矩形板の残り半分
の部分とでセラミックスの焼結反応の進み具合が異な
り、圧電性セラミック矩形板のほぼ半分の内部電極を含
む部分のセラミック結晶粒径が大きく成長してしまい、
反対に圧電性セラミック矩形板の残り半分の内部電極を
含まない部分ではセラミック結晶粒径が成長しない現象
が現れる。その結果、得られる圧電トランスは、その長
さ方向の半分が十分に焼結しているが、残り半分が焼結
不十分な状態になり、圧電トランスとしての電気的、機
械的特性が得られないという問題点がある。そこで、本
発明の技術的課題は、これらの問題点を解決すべく、焼
結時のセラミック結晶粒子の反応性をコントロールし、
圧電トランス全体のセラミック結晶粒径を均一化し、高
性能が得られる構造の圧電トランスを提供することにあ
る。
バックライトのバッテリー駆動等の低電圧駆動化の要求
に対して、図３で説明した圧電トランスで、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
の厚さを薄くし入力側電極を積層構造とする構造が考え
られ、各種構造が提案されている。それらは圧電性セラ
ミック矩形板のその長さ方向のほぼ半分の部分の内部
に、その矩形板の厚さ方向で対向する複数のセラミック
ス分極用の内部電極層が形成され、更にこのほぼ半分の
部分の両側面にトランス入力用の外部電極が形成され、
内部電極層が対向電極を構成するように矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきにそれぞれ共通の外部電極に接
続した構造を有し、これにより圧電性セラミック矩形板
の片側半分に入力部が構成されている。内部電極材料と
しては圧電セラミックスとの同時焼結に耐えられる貴金
属が用いられ、白金、パラジウム又は銀−パラジウム合
金が使用される。一般に、白金やパラジウム等の貴金属
電極材料は触媒として実用化されており、チタン酸ジル
コン酸鉛（ＰＺＴ）系セラミックス材料に対しても、焼
結反応を促進する効果がある。従って、焼結時に内部電
極を含む圧電性セラミック矩形板のほぼ半分の部分と、
内部電極を含まない圧電性セラミック矩形板の残り半分
の部分とでセラミックスの焼結反応の進み具合が異な
り、圧電性セラミック矩形板のほぼ半分の内部電極を含
む部分のセラミック結晶粒径が大きく成長してしまい、
反対に圧電性セラミック矩形板の残り半分の内部電極を
含まない部分ではセラミック結晶粒径が成長しない現象
が現れる。その結果、得られる圧電トランスは、その長
さ方向の半分が十分に焼結しているが、残り半分が焼結
不十分な状態になり、圧電トランスとしての電気的、機
械的特性が得られないという問題点がある。そこで、本
発明の技術的課題は、これらの問題点を解決すべく、焼
結時のセラミック結晶粒子の反応性をコントロールし、
圧電トランス全体のセラミック結晶粒径を均一化し、高
性能が得られる構造の圧電トランスを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
れば、入力部及び出力部を有する圧電性セラミック矩形
板を含み、前記入力部に前記圧電性セラミック矩形板の
厚さ方向で対向する内部電極層が設けられている圧電ト
ランスにおいて、前記出力部に前記厚さ方向で間隔をあ
けて積層された浮遊内部電極が設けられていることを特
徴とする圧電トランスが得られる。
れば、入力部及び出力部を有する圧電性セラミック矩形
板を含み、前記入力部に前記圧電性セラミック矩形板の
厚さ方向で対向する内部電極層が設けられている圧電ト
ランスにおいて、前記出力部に前記厚さ方向で間隔をあ
けて積層された浮遊内部電極が設けられていることを特
徴とする圧電トランスが得られる。
【０００７】請求項２記載の発明によれば、圧電性セラ
ミック矩形板を含み、該圧電性セラミック矩形板は、該
圧電性セラミック矩形板の長さ方向のほぼ半分の部分の
内部に、前記圧電性セラミック矩形板の厚さ方向で対向
する複数の内部電極層を有し、該内部電極層は対向電極
を構成するように前記圧電性セラミック矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきに前記側面に設けられた共通の
外部電極にそれぞれ接続されており、前記圧電性セラミ
ック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、前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ
方向の残り半分の部分の内部に、前記長さ方向に沿って
複数の線状又は点線状の浮遊内部電極が配置されてお
り、更に前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ方向の
残り半分の部分の前記長さ方向と平行な二側面に表面電
極が設けられていることを特長とする圧電トランスが得
られる。
ミック矩形板を含み、該圧電性セラミック矩形板は、該
圧電性セラミック矩形板の長さ方向のほぼ半分の部分の
内部に、前記圧電性セラミック矩形板の厚さ方向で対向
する複数の内部電極層を有し、該内部電極層は対向電極
を構成するように前記圧電性セラミック矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきに前記側面に設けられた共通の
外部電極にそれぞれ接続されており、前記圧電性セラミ
ック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、前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ
方向の残り半分の部分の内部に、前記長さ方向に沿って
複数の線状又は点線状の浮遊内部電極が配置されてお
り、更に前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ方向の
残り半分の部分の前記長さ方向と平行な二側面に表面電
極が設けられていることを特長とする圧電トランスが得
られる。
【０００８】請求項３記載の発明によれば、圧電性セラ
ミック矩形板を含み、該圧電性セラミック矩形板は、該
圧電性セラミック矩形板の長さ方向のほぼ半分の部分の
内部に、前記圧電性セラミック矩形板の厚さ方向で対向
する複数の内部電極層を有し、該内部電極層は対向電極
を構成するように前記圧電性セラミック矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきに前記側面に設けられた共通の
外部電極にそれぞれ接続されており、前記圧電性セラミ
ック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、前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ
方向の残り半分の部分の内部に、前記圧電性セラミック
矩形板の幅方向に沿って複数の線状又は点線状の浮遊内
部電極が配置されており、更に前記圧電性セラミック矩
形板の前記長さ方向の残り半分の部分の前記長さ方向一
端面に表面電極が設けられていることを特長とする圧電
トランスが得られる。
ミック矩形板を含み、該圧電性セラミック矩形板は、該
圧電性セラミック矩形板の長さ方向のほぼ半分の部分の
内部に、前記圧電性セラミック矩形板の厚さ方向で対向
する複数の内部電極層を有し、該内部電極層は対向電極
を構成するように前記圧電性セラミック矩形板の側面の
振動の節付近で一層おきに前記側面に設けられた共通の
外部電極にそれぞれ接続されており、前記圧電性セラミ
ック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、前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ
方向の残り半分の部分の内部に、前記圧電性セラミック
矩形板の幅方向に沿って複数の線状又は点線状の浮遊内
部電極が配置されており、更に前記圧電性セラミック矩
形板の前記長さ方向の残り半分の部分の前記長さ方向一
端面に表面電極が設けられていることを特長とする圧電
トランスが得られる。
【０００９】請求項４記載の発明によれば、請求項２記
載の圧電トランスにおいて、前記浮遊内部電極の延在方
向に対して直交する平面で、前記圧電性セラミック矩形
板の前記長さ方向の残り半分の部分を切断した場合に、
前記浮遊内部電極が格子状に配置されていることを特徴
とする圧電トランスが得られる。
載の圧電トランスにおいて、前記浮遊内部電極の延在方
向に対して直交する平面で、前記圧電性セラミック矩形
板の前記長さ方向の残り半分の部分を切断した場合に、
前記浮遊内部電極が格子状に配置されていることを特徴
とする圧電トランスが得られる。
【００１０】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の圧電トランスにおいて、前記浮遊内部電極の延在方
向に対して直交する平面で、前記圧電性セラミック矩形
板の前記長さ方向の残り半分の部分を切断した場合に、
前記浮遊内部電極が格子状に配置されていることを特徴
とする圧電トランスが得られる。
載の圧電トランスにおいて、前記浮遊内部電極の延在方
向に対して直交する平面で、前記圧電性セラミック矩形
板の前記長さ方向の残り半分の部分を切断した場合に、
前記浮遊内部電極が格子状に配置されていることを特徴
とする圧電トランスが得られる。
【００１１】
【作用】圧電トランスの出力部に入力部と同様の内部電
極を形成すれば、内部電極による焼結反応の促進効果に
より、出力部と入力部のセラミックスの結晶粒径を一致
させることが可能である。しかし、圧電トランスでは、
入力部である圧電セラミック矩形板の半分の部分に形成
した内部電極対向間隔と出力部である圧電セラミック矩
形板の残り半分の部分の側面に形成した対向外部電極間
距離の比、或いは、入力部である圧電セラミック矩形板
の半分の部分に形成した内部電極対向間隔と出力部であ
る圧電セラミック矩形板の残り半分の部分の長さ方向の
寸法の比に比例した高電圧発生が発生する。従って、出
力部に入力部と同様の内部電極を形成すると、内部電極
上は等電位であるので、出力部の対向電極間距離が小さ
くなり、出力部で高電圧の発生が不可能になる。そこ
で、本発明の圧電トランスでは、出力部の電界方向に直
交に等電位の部分を出来るだけ小さくするように線状又
は点線状の浮遊内部電極を形成することにより、焼結時
にこの浮遊内部電極が近傍のセラミックスの焼結を促進
し、入力部と出力部の結晶粒径がほぼ等しくなる。従っ
て、電気的、機械的特性に優れた圧電トランスを得るこ
とが可能である。
極を形成すれば、内部電極による焼結反応の促進効果に
より、出力部と入力部のセラミックスの結晶粒径を一致
させることが可能である。しかし、圧電トランスでは、
入力部である圧電セラミック矩形板の半分の部分に形成
した内部電極対向間隔と出力部である圧電セラミック矩
形板の残り半分の部分の側面に形成した対向外部電極間
距離の比、或いは、入力部である圧電セラミック矩形板
の半分の部分に形成した内部電極対向間隔と出力部であ
る圧電セラミック矩形板の残り半分の部分の長さ方向の
寸法の比に比例した高電圧発生が発生する。従って、出
力部に入力部と同様の内部電極を形成すると、内部電極
上は等電位であるので、出力部の対向電極間距離が小さ
くなり、出力部で高電圧の発生が不可能になる。そこ
で、本発明の圧電トランスでは、出力部の電界方向に直
交に等電位の部分を出来るだけ小さくするように線状又
は点線状の浮遊内部電極を形成することにより、焼結時
にこの浮遊内部電極が近傍のセラミックスの焼結を促進
し、入力部と出力部の結晶粒径がほぼ等しくなる。従っ
て、電気的、機械的特性に優れた圧電トランスを得るこ
とが可能である。
【００１２】
【実施例】以下本発明を実施例により詳細に説明する。
【００１３】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
による圧電トランスを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
対向内部電極パターン及び線状浮遊内部電極パターンを
印刷した一組のグリーンシートの平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＡ−Ａ′線での断面図である。
による圧電トランスを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
対向内部電極パターン及び線状浮遊内部電極パターンを
印刷した一組のグリーンシートの平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＡ−Ａ′線での断面図である。
【００１４】図１を参照して、ＰＺＴ系圧電セラミック
ス材料から成る厚み２３０μｍのグリーンシート１１上
に、銀−パラジウム電極ペーストで、入力部の内部電極
パターン１６及びグリーンシート１１の長手方向に延在
する出力部の線状浮遊内部電極パターン１７を印刷し、
この印刷シートを５層積層し、その上に電極パターンの
無いセラミックグリーンシートを１層積層し、この積層
体を熱圧着し、大気中１１５０℃で焼結し、更に、銀ペ
ーストを用いて、得られた焼結体の長手方向側面に内部
電極層１２と接続する外部電極１３及び圧電トランスの
出力部の表面電極１４を形成し、長さ４０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ１ｍｍの長さ方向１波長共振モードの圧電ト
ランスを試作した。本実施例の圧電トランスの場合、線
状浮遊内部電極１５の延在方向に対して直交する面で出
力部を切断すると、（ｃ）に示すように、線状浮遊内部
電極１５は長方形格子状に配置されている。
ス材料から成る厚み２３０μｍのグリーンシート１１上
に、銀−パラジウム電極ペーストで、入力部の内部電極
パターン１６及びグリーンシート１１の長手方向に延在
する出力部の線状浮遊内部電極パターン１７を印刷し、
この印刷シートを５層積層し、その上に電極パターンの
無いセラミックグリーンシートを１層積層し、この積層
体を熱圧着し、大気中１１５０℃で焼結し、更に、銀ペ
ーストを用いて、得られた焼結体の長手方向側面に内部
電極層１２と接続する外部電極１３及び圧電トランスの
出力部の表面電極１４を形成し、長さ４０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ１ｍｍの長さ方向１波長共振モードの圧電ト
ランスを試作した。本実施例の圧電トランスの場合、線
状浮遊内部電極１５の延在方向に対して直交する面で出
力部を切断すると、（ｃ）に示すように、線状浮遊内部
電極１５は長方形格子状に配置されている。
【００１５】本実施例の圧電トランスは、１波長共振モ
ードの節の部分が圧電セラミック矩形板の長さ方向の端
面からそれぞれ１０ｍｍの位置にあるので、その近傍の
外部電極１３と表面電極１４を支持し、且つこれらの電
極１３，１４をリード線（図示せず）の接続取り出し部
とした。圧電セラミックの分極は、温度１５０℃、電界
強度１．２ｋＶ／ｍｍで実施した。本実施例の圧電トラ
ンスのセラミックス結晶粒径、機械的、電気的性能を従
来構造と比較して表１に示した。
ードの節の部分が圧電セラミック矩形板の長さ方向の端
面からそれぞれ１０ｍｍの位置にあるので、その近傍の
外部電極１３と表面電極１４を支持し、且つこれらの電
極１３，１４をリード線（図示せず）の接続取り出し部
とした。圧電セラミックの分極は、温度１５０℃、電界
強度１．２ｋＶ／ｍｍで実施した。本実施例の圧電トラ
ンスのセラミックス結晶粒径、機械的、電気的性能を従
来構造と比較して表１に示した。
【００１６】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
による圧電トランスを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
対向内部電極パターン及び点線状浮遊内部電極パターン
を印刷した一組のグリーンシートの平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＢ−Ｂ′線での断面図である。
による圧電トランスを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
対向内部電極パターン及び点線状浮遊内部電極パターン
を印刷した一組のグリーンシートの平面図、（ｃ）は
（ｂ）のＢ−Ｂ′線での断面図である。
【００１７】図２を参照して、ＰＺＴ系圧電セラミック
ス材料から成る厚み２３０μｍのグリーンシート２１上
に、銀−パラジウム電極ペーストで、入力部の内部電極
パターン２６及びグリーンシート２１の幅方向に延在す
る出力部の点線状浮遊内部電極パターン２７を印刷し、
この印刷シートを５層積層し、その上に電極パターンの
無いセラミックグリーンシートを１層積層し、この積層
体を熱圧着し、大気中１１５０℃で焼結し、更に、銀ペ
ーストをもちいて、得られた焼結体の長手方向側面に内
部電極層２２と接続する外部電極２３及び焼結体の長さ
方向の一端面（出力側）に圧電トランスの出力部の表面
電極２４を形成し、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１
ｍｍの長さ方向１波長共振モードの圧電トランスを試作
した。本実施例の圧電トランスの場合、点線状浮遊内部
電極２５の延在方向と直交する面で圧電トランスを切断
すると、（ｃ）に示すように、点線状浮遊内部電極２５
は千鳥格子状に配置されている。
ス材料から成る厚み２３０μｍのグリーンシート２１上
に、銀−パラジウム電極ペーストで、入力部の内部電極
パターン２６及びグリーンシート２１の幅方向に延在す
る出力部の点線状浮遊内部電極パターン２７を印刷し、
この印刷シートを５層積層し、その上に電極パターンの
無いセラミックグリーンシートを１層積層し、この積層
体を熱圧着し、大気中１１５０℃で焼結し、更に、銀ペ
ーストをもちいて、得られた焼結体の長手方向側面に内
部電極層２２と接続する外部電極２３及び焼結体の長さ
方向の一端面（出力側）に圧電トランスの出力部の表面
電極２４を形成し、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１
ｍｍの長さ方向１波長共振モードの圧電トランスを試作
した。本実施例の圧電トランスの場合、点線状浮遊内部
電極２５の延在方向と直交する面で圧電トランスを切断
すると、（ｃ）に示すように、点線状浮遊内部電極２５
は千鳥格子状に配置されている。
【００１８】本実施例の圧電トランスは、１波長共振モ
ードの節の部分が圧電セラミック矩形板の長さ方向の端
面からそれぞれ１０ｍｍの位置にあるので、その近傍の
外部電極２３と側面を支持し、且つ電極２３，２４をリ
ード線（図示せず）の接続取り出し部とした。圧電セラ
ミックの分極は、温度１５０℃、電界強度１．２ｋＶ／
ｍｍで実施した。本圧電トランスのセラミックス結晶粒
径、機械的、電気的性能を表１に示した。
ードの節の部分が圧電セラミック矩形板の長さ方向の端
面からそれぞれ１０ｍｍの位置にあるので、その近傍の
外部電極２３と側面を支持し、且つ電極２３，２４をリ
ード線（図示せず）の接続取り出し部とした。圧電セラ
ミックの分極は、温度１５０℃、電界強度１．２ｋＶ／
ｍｍで実施した。本圧電トランスのセラミックス結晶粒
径、機械的、電気的性能を表１に示した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１より明らかに、本発明の圧電トランス
では、出力部に浮遊内部電極を形成することにより、焼
結時の圧電トランス入出力部の結晶粒成長をほぼ同程度
にでき、従来構造の圧電トランスに比較し、機械的とし
て３点曲げ強度が５〜６倍、電気的特性として昇圧比が
１．３倍大きな圧電トランスが得られた。
では、出力部に浮遊内部電極を形成することにより、焼
結時の圧電トランス入出力部の結晶粒成長をほぼ同程度
にでき、従来構造の圧電トランスに比較し、機械的とし
て３点曲げ強度が５〜６倍、電気的特性として昇圧比が
１．３倍大きな圧電トランスが得られた。
【００２１】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、電気的、機械的特性に優れた圧電トランスを提
供することが可能である。
よれば、電気的、機械的特性に優れた圧電トランスを提
供することが可能である。
【図１】本発明の第１の実施例による圧電トランスを示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は対向内部電極パターン及
び線状浮遊内部電極パターンを印刷した一組のグリーン
シートの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ′線での断面
図である。
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は対向内部電極パターン及
び線状浮遊内部電極パターンを印刷した一組のグリーン
シートの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ′線での断面
図である。
【図２】本発明の第２の実施例による圧電トランスを示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は対向内部電極パターン及
び点線状浮遊内部電極パターンを印刷した一組のグリー
ンシートの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ′線での断
面図である。
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は対向内部電極パターン及
び点線状浮遊内部電極パターンを印刷した一組のグリー
ンシートの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ′線での断
面図である。
【図３】従来の圧電トランスに用いられている圧電性セ
ラミック矩形板（圧電振動子）の斜視図である。
ラミック矩形板（圧電振動子）の斜視図である。
【図４】図３の圧電振動子を用いた圧電トランスの動作
原理の説明図であり、（ａ）は圧電セラミックス矩形板
の側面図、（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
を示す側面図、（ｃ）はその時の歪分布を示す側面図で
ある。
原理の説明図であり、（ａ）は圧電セラミックス矩形板
の側面図、（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
を示す側面図、（ｃ）はその時の歪分布を示す側面図で
ある。
１０ 圧電性セラミック矩形板 １１ グリーンシート １２ 内部電極層 １３ 外部電極 １４ 表面電極 １５ 線状浮遊内部電極 １６ 内部電極パターン １７ 線状浮遊内部電極パターン ２０ 圧電性セラミック矩形板 ２１ グリーンシート ２２ 内部電極層 ２３ 外部電極 ２４ 表面電極 ２５ 点線状浮遊内部電極 ２６ 内部電極パターン ２７ 点線状浮遊内部電極パターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝野 超史 宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号 株式会社トーキン内
Claims (5)
- 【請求項１】 入力部及び出力部を有する圧電性セラミ
ック矩形板を含み、前記入力部に前記圧電性セラミック
矩形板の厚さ方向で対向する内部電極層が設けられてい
る圧電トランスにおいて、前記出力部に前記厚さ方向で
間隔をあけて積層された浮遊内部電極が設けられている
ことを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項２】 圧電性セラミック矩形板を含み、該圧電
性セラミック矩形板は、該圧電性セラミック矩形板の長
さ方向のほぼ半分の部分の内部に、前記圧電性セラミッ
ク矩形板の厚さ方向で対向する複数の内部電極層を有
し、該内部電極層は対向電極を構成するように前記圧電
性セラミック矩形板の側面の振動の節付近で一層おきに
前記側面に設けられた共通の外部電極にそれぞれ接続さ
れており、前記圧電性セラミック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、前記圧電性
セラミック矩形板の前記長さ方向の残り半分の部分の内
部に、前記長さ方向に沿って複数の線状又は点線状の浮
遊内部電極が配置されており、更に前記圧電性セラミッ
ク矩形板の前記長さ方向の残り半分の部分の前記長さ方
向と平行な二側面に表面電極が設けられていることを特
長とする圧電トランス。 - 【請求項３】 圧電性セラミック矩形板を含み、該圧電
性セラミック矩形板は、該圧電性セラミック矩形板の長
さ方向のほぼ半分の部分の内部に、前記圧電性セラミッ
ク矩形板の厚さ方向で対向する複数の内部電極層を有
し、該内部電極層は対向電極を構成するように前記圧電
性セラミック矩形板の側面の振動の節付近で一層おきに
前記側面に設けられた共通の外部電極にそれぞれ接続さ
れており、前記圧電性セラミック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、前記圧電性
セラミック矩形板の前記長さ方向の残り半分の部分の内
部に、前記圧電性セラミック矩形板の幅方向に沿って複
数の線状又は点線状の浮遊内部電極が配置されており、
更に前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ方向の残り
半分の部分の前記長さ方向一端面に表面電極が設けられ
ていることを特長とする圧電トランス。 - 【請求項４】 請求項２記載の圧電トランスにおいて、
前記浮遊内部電極の延在方向に対して直交する平面で、
前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ方向の残り半分
の部分を切断した場合に、前記浮遊内部電極が格子状に
配置されていることを特徴とする圧電トランス。 - 【請求項５】 請求項３記載の圧電トランスにおいて、
前記浮遊内部電極の延在方向に対して直交する平面で、
前記圧電性セラミック矩形板の前記長さ方向の残り半分
の部分を切断した場合に、前記浮遊内部電極が格子状に
配置されていることを特徴とする圧電トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113389A JPH08306984A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 圧電トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113389A JPH08306984A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 圧電トランス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306984A true JPH08306984A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14611080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113389A Withdrawn JPH08306984A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 圧電トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08306984A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078127A (en) * | 1997-12-17 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Stacked piezoelectric transformer and method of manufacturing the same |
| US6735839B2 (en) | 1998-12-01 | 2004-05-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a multilayer piezoelectric component |
| JP2005203706A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子および噴射装置 |
| KR100612800B1 (ko) * | 2004-06-10 | 2006-08-18 | 한국과학기술연구원 | 전계에 의한 응력발생을 감소시킬 수 있도록 구성된 압전적층 액추에이터 |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7113389A patent/JPH08306984A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6078127A (en) * | 1997-12-17 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Stacked piezoelectric transformer and method of manufacturing the same |
| US6735839B2 (en) | 1998-12-01 | 2004-05-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing a multilayer piezoelectric component |
| US7003858B2 (en) | 1998-12-01 | 2006-02-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing multilayer piezoelectric component |
| JP2005203706A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Kyocera Corp | 積層型圧電素子および噴射装置 |
| KR100612800B1 (ko) * | 2004-06-10 | 2006-08-18 | 한국과학기술연구원 | 전계에 의한 응력발생을 감소시킬 수 있도록 구성된 압전적층 액추에이터 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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