JPH09107135A

JPH09107135A - 圧電トランス

Info

Publication number: JPH09107135A
Application number: JP7290440A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kanayama; 光一金山; Nobuhiro Maruko; 展弘丸子
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】二次側の接地電位を一次側の接地電位と独立に
設定できる圧電トランスを提供する。【解決手段】圧電基板１０の上面１２および下面１４に
一次側電極６１、６２をそれぞれ設け、一次側電極６１
と６２間の領域ｃと領域ｄの圧電基板１０の厚み方向の
分極方向を反対とし、二次側領域ｂを圧電基板１０の長
手方向に分極し、二次側領域ｂの上面１２に二次側電極
７３、７５を設け、二次側領域ｂの下面１４に二次側電
極７４、７６を設け、二次側電極７３、７５間および二
次側電極７４、７６間から出力電力を取り出す。圧電ト
ランス１００を１．５波長モードで駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電トランスに関
し、特に液晶ディスプレー（以下、ＬＣＤという。）パ
ネルのバックライトに使用される冷陰極管（以下、ＣＦ
Ｌという。）点灯用等に好適に使用される圧電トランス
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータなどの
ＬＣＤパネルを搭載した携帯機器では、小型化、省消費
電力化が望まれている。このＬＣＤパネルのバックライ
トとして広く用いられているＣＦＬは、点灯開始時には
１ｋＶ以上の高電圧を必要とし、また連続点灯している
時には数百Ｖ程度の高電圧を必要とする。そのためのト
ランスとして、高昇圧巻線トランスが用いられてきた
が、効率や大きさ等の点で高性能化の限界に近づきつつ
ある。

【０００３】近年、このＬＣＤパネル用として、より小
型で高効率を実現できる圧電トランスを用いたＣＦＬ点
灯用ユニットが開発された（日経エレクトロニクス、１
９９４．１１．７（Ｎｏ．６２１）第１４７頁乃至第１
５７頁参照。）。ここで用いられている圧電トランスは
ＲＯＳＥＮ型と称される構造である。

【０００４】図７は従来のＲＯＳＥＮ型圧電トランスの
説明するための図であり、図７Ａは斜視図、図７Ｂは断
面図、図７Ｃは応力分布を示す図、図７Ｄは振幅分布を
示す図である。

【０００５】直方体状の圧電セラミックス基板１０の上
面１２の左側（一次側）半分には一次側電極２２１が設
けられ、一次側電極２２１と対向して圧電セラミクス基
板１０の下面１４にも一次側電極２２２が設けられ、一
次側電極２２１と一次側電極２２２の間の圧電セラミッ
クス基板１０は上面１２と下面１４間の厚み方向におい
て分極されている。上面１２および下面１４と直角な二
次側端面１７には二次側電極２４１が設けられ、一次側
電極２２１、２２２と二次側電極２４１との間の圧電セ
ラミックス基板１０は上面１２および下面１４の延在方
向である長手方向において分極されている。電源２００
の一端は接続部２３１を介して一次側電極２２１と接続
され、他端は接続部２３２を介して一次側電極２２２と
接続されている。二次側電極２４１は負荷としてのＣＦ
Ｌ３００の一端に接続され、ＣＦＬ３００の他端は接続
点２３２を介して一次側電極２２２に接続されている。

【０００６】電源２００から一次側電極２２１、２２２
に電圧が印加されると、左半分では、厚み方向に電界が
加わり、分極方向とは垂直方向に変位する圧電横効果で
長手方向の縦振動が励振されて、圧電トランス１００全
体が振動する。さらに右半分では、長手方向に機械的歪
みが生じ、分極方向に電位差が発生する圧電縦効果によ
り、二次側電極２４１から一次側電極２２１、２２２間
に印加された一次電圧と同じ周波数の電圧が取り出され
る。圧電トランス１００の共振周波数に等しい周波数の
駆動電圧を一次側電極２２１、２２２に印加すると、非
常に高い昇圧比を得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の圧電トランス１００では、一次側の接地と二次
側の接地は共通であったので、回路設計の自由度が制限
されていた。

【０００８】従って、本発明の目的は、二次側の接地電
位を一次側の接地電位と独立に設定できる圧電トランス
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有する
圧電基板を備え、前記第１の主面の一辺が延在する方向
である第１の方向の前記圧電基板の縦振動共振モードを
利用する圧電トランスにおいて、前記共振モードが、前
記第１の方向に少なくとも１波長以上の応力分布が存在
する共振モードであり、前記圧電基板が前記第１の方向
において第１の一次側領域と第２の一次側領域と二次側
領域とを有し、前記第１の一次側領域と前記第２の一次
側領域と前記二次側領域が互いに異なる領域であり、前
記第１の一次側領域が、前記第１の方向において前記共
振時の前記応力分布の半波長の長さを有し前記共振時に
前記第１の方向において正または負のうちいずれか一つ
の応力が生じる前記圧電基板の第１の所定の領域であっ
て、前記第１の一次側領域の前記第１の主面および第２
の主面に第１の一次側電極および第２の一次側電極がそ
れぞれ互いに対向して設けられ、前記第１の一次側領域
の前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間が前
記第１の主面と前記第２の主面間の厚み方向において分
極され、前記第２の一次側領域が、前記第１の方向にお
いて前記共振時の前記応力分布の半波長以下の長さを有
し前記共振時に前記第１の方向において正または負のう
ちいずれか一つの応力が生じる前記圧電基板の第２の所
定の領域であって、前記圧電基板の前記第２の一次側領
域の前記第１の主面および前記第２の主面に第３の一次
側電極および第４の一次側電極がそれぞれ互いに対向し
て設けられ、前記第１および第２の一次側電極によって
励振される前記共振をさらに増大すべく前記第２の一次
側領域が振動するように、前記共振時に前記第２の一次
側領域に生じる応力の方向に応じて、前記第２の一次側
領域の前記第３の一次側電極と前記第４の一次側電極間
が前記厚み方向の所定の方向に分極されていると共に前
記第３の一次側電極および前記第４の一次側電極と前記
第１の一次側電極および前記第２の一次側電極とが所定
の接続状態に電気的に接続され、前記二次側領域に、前
記第１の方向において互いに対向する第１の二次側電極
と第２の二次側電極とが少なくとも設けられ、前記二次
側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第２の二次
側電極間が前記第１の方向において分極されていること
を特徴とする圧電トランスが提供される。

【００１０】本発明においては、二次側領域に、第１の
方向において互いに対向する第１の二次側電極と第２の
二次側電極とが少なくとも設けられ、二次側領域の少な
くとも第１の二次側電極と第２の二次側電極間が第１の
方向において分極されているから、一次側領域によって
励振される第１の方向の縦振動によって第１の二次側電
極と第２の二次側電極間に第１の方向に機械的歪みが生
じ、分極方向に電位差が発生する圧電縦効果により、第
１の二次側電極と第２の二次側電極とにより出力電力を
取り出すことができる。

【００１１】そして、このように出力電力を第１の二次
側電極と第２の二次側電極とにより取り出すことができ
るから、二次側においては一次側と接地電位を共通にし
なくてもよくなる。その結果、一次側の回路と、二次側
の回路とを直流的に分離することが可能となり、二次側
に一次側とは独立したアース電極をそれぞれ形成して一
次側のアースと二次側のアースとを絶縁でき、また、二
次側をアースせずにフロートすることも可能となり、耐
ノイズ性も向上する。これに対して、図７に示した従来
の圧電トランスでは、一次側および二次側のアース電極
が共に一次電極２２２であるので、一次側の回路と、二
次側の回路とを直流的に分離することができなかった。

【００１２】また、本発明においては、圧電基板の第１
の方向において共振時の応力分布の半波長の長さを有し
共振時にこの第１の方向において正または負のうちいず
れか一つの応力が生じる圧電基板の第１の一次側領域の
第１の主面および第２の主面に第１の一次側電極および
第２の一次側電極をそれぞれ互いに対向して設け、ま
た、第１の方向において共振時の応力分布の半波長以下
の長さを有し共振時に第１の方向において正または負の
うちいずれか一つの応力が生じる圧電基板の第２の一次
側領域の第１の主面および第２の主面にも第３の一次側
電極および第４の一次側電極をそれぞれ互いに対向して
設けているから、一次側の電極面積がより大きくなっ
て、圧電トランスの入力インピーダンスが小さくなって
いる。その結果、圧電トランスに電源から電気エネルギ
ーが供給されやすくなる。

【００１３】さらに、本発明においては、第１の一次側
領域は、圧電基板の第１の方向において共振時の応力分
布の半波長の長さを有し共振時に第１の方向において正
または負のいずれか一つの応力が生じる圧電基板の領域
であり、この第１の一次側領域の第１の一次側電極と第
２の一次側電極間が第１の主面と第２の主面間の厚み方
向において分極され、また、第２の一次側領域の第１の
方向の長さは共振時の応力分布の半波長以下の長さであ
り、この第２の一次側領域においては、共振時に第１の
方向において正または負のおよび第２の主面方向のいず
れか一つの方向のみの応力が生じ、そして、この第２の
一次側領域には、第１の一次側領域の第１および第２の
一次側電極によって励振される共振をさらに増大すべく
第２の一次側領域が振動するように、共振時に第２の一
次側領域に生じる応力の方向に応じて、第２の一次側領
域を厚み方向において所定の方向に分極していると共に
第３の一次側電極および第４の一次側電極と第１の一次
側電極および前記第２の一次側電極とを所定の接続状態
に電気的に接続しているから、この第２の一次側領域に
よって共振がさらに増大され、一次側において入力の電
気エネルギーをより効率よく機械的な弾性エネルギーに
変換できる。

【００１４】このように、本発明のような第２の一次側
領域を設けることによって、圧電トランスの入力インピ
ーダンスが小さくなって、圧電トランスに電源から電気
エネルギーが供給されやすくなり、また、一次側におい
て入力の電気エネルギーをより効率よく機械的な弾性エ
ネルギーに変換できようになるから、圧電トランスの実
効的な昇圧比を大きくできる。

【００１５】なお、この第２の一次側領域を、第１の一
次側領域の第１および第２の一次側電極によって励振さ
れる共振をさらに増大すべく振動するようにするには、
共振時に第２の一次側領域に生じる応力の方向が共振時
に第１の一次側領域に生じる応力の方向と反対である場
合には、第２の一次側領域の第３の一次側電極と第４の
一次側電極間の分極方向を、第１の一次側領域の第１の
一次側電極と第２の一次側電極間の分極方向と反対とす
ると共に、第３の一次側電極および第１の一次側電極を
電気的に接続し、第４の一次側電極および第２の一次側
電極を電気的に接続することが好ましい。

【００１６】また、この第２の一次側領域を、第１の一
次側領域の第１および第２の一次側電極によって励振さ
れる共振をさらに増大すべく振動するようにするには、
共振時に第２の一次側領域に生じる応力の方向が共振時
に第１の一次側領域に生じる応力の方向と反対である場
合には、好ましくは、第２の一次側領域の第３の一次側
電極と第４の一次側電極間の分極方向を、第１の一次側
領域の第１の一次側電極と第２の一次側電極間の分極方
向と同じとすると共に、第３の一次側電極および第２の
一次側電極を電気的に接続し、第４の一次側電極および
第１の一次側電極を電気的に接続する。

【００１７】また、この第２の一次側領域を、第１の一
次側領域の第１および第２の一次側電極によって励振さ
れる共振をさらに増大すべく振動するようにするには、
共振時に第２の一次側領域に生じる応力の方向が共振時
に第１の一次側領域に生じる応力の方向と同じ場合に
は、第２の一次側領域の第３の一次側電極と第４の一次
側電極間の分極方向を、第１の一次側領域の第１の一次
側電極と第２の一次側電極間の分極方向と同じとすると
共に、第３の一次側電極および第１の一次側電極を電気
的に接続し、第４の一次側電極および第２の一次側電極
を電気的に接続することが好ましい。

【００１８】さらに、圧電基板に、前記第１の一次側領
域、第２の一次側領域および二次側領域とは異なる領域
である第３の一次側領域をさらに設け、この第３の一次
側領域を、第１の方向において共振時の応力分布の半波
長以下の長さを有し共振時に第１の一次側領域に生じる
応力の方向と同じ方向のみの応力が共振時に生じる圧電
基板の所定の第３の領域とし、圧電基板の第３の一次側
領域の第１の主面および第２の主面に第５の一次側電極
および第６の一次側電極をそれぞれ互いに対向して設
け、第３の一次側領域の第５の一次側電極と第６の一次
側電極間の分極方向を、第１の一次側領域の第１の一次
側電極と第２の一次側電極間の分極方向と同とし、第５
の一次側電極および第１の一次側電極を電気的に接続
し、第６の一次側電極および第２の一次側電極を電気的
に接続することにより、第１の一次側領域の第１および
第２の一次側電極によって励振される共振をより一層増
大することができる。

【００１９】この第２の一次側領域は、好ましくは、第
１の一次側領域と二次側領域との間に位置している。

【００２０】また、圧電基板が第３の一次側領域を有す
る場合には、好ましくは、第２の一次側領域および第３
の一次側領域は、第１の一次側領域と二次側領域との間
に位置している。

【００２１】また、本発明によれば、第１の主面と、前
記第１の主面と対向する第２の主面と、前記第１の主面
の一辺が延在する方向である第１の方向と直交する第１
の端面および第２の端面とを有する実質的に直方体状の
圧電基板を備え、前記圧電基板の前記第１の方向の縦振
動共振モードを利用する圧電トランスにおいて、第１お
よび第２の一次側電極が前記圧電基板の前記第１の主面
および前記第２の主面上に前記第１の端面から前記第１
の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さ
の距離の位置まで前記第１の方向においてそれぞれ延在
して設けられ、第３および第４の一次側電極が前記圧電
基板の前記第１の主面および前記第２の主面上に、前記
第１の端面から前記第１の端面と前記第２の端面との間
の距離の約１／３の長さの距離の位置から、前記第１の
端面から前記第１の端面と前記第２の端面との間の距離
の約２／３の長さの距離の位置まで、前記第１および第
２の一次側電極と離間して、前記第１の方向においてそ
れぞれ延在して設けられ、前記第１の一次側電極と前記
第２の一次側電極間の前記圧電基板が前記第１の主面と
前記第２の主面間の厚み方向において分極され、前記第
３の一次側電極と前記第４の一次側電極間の前記圧電基
板が前記厚み方向において前記第１の一次側電極と前記
第２の一次側電極間の前記圧電基板の分極方向と同じ方
向に分極され、前記第４の一次側電極および前記第１の
一次側電極が電気的に接続され、前記第３の一次側電極
および前記第２の一次側電極が電気的に接続され、前記
第１の方向において前記第２の端面から前記第１の端面
と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さの距離
の位置までの前記圧電基板のうちの所定領域が二次側領
域であり、前記二次側領域に、前記第１の方向において
互いに対向する第１の二次側電極と第２の二次側電極と
が少なくとも設けられ、前記二次側領域の少なくとも前
記第１の二次側電極と第２の二次側電極間が前記第１の
方向において分極されていることを特徴とする圧電トラ
ンスが提供される。

【００２２】この圧電トランスは、第１の端面と第２の
端面との間の第１の方向に１．５波長の応力分布が存在
する圧電トランスに好適に適用され、昇圧比を大きくで
き、さらに、一次側の回路と、二次側の回路とを直流的
に分離することが可能となり、耐ノイズ性も向上する。

【００２３】また、本発明によれば、第１の主面と、前
記第１の主面と対向する第２の主面と、前記第１の主面
の一辺が延在する方向である第１の方向と直交する第１
の端面および第２の端面とを有する実質的に直方体状の
圧電基板を備え、前記圧電基板の前記第１の方向の縦振
動共振モードを利用する圧電トランスにおいて、第１お
よび第２の一次側電極が前記圧電基板の前記第１の主面
および前記第２の主面上に前記第１の端面から前記第１
の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さ
の距離の位置まで前記第１の方向においてそれぞれ延在
して設けられ、第３および第４の一次側電極が前記圧電
基板の前記第１の主面および前記第２の主面上に、前記
第１の端面から前記第１の端面と前記第２の端面との間
の距離の約１／３の長さの距離の位置から、前記第１の
端面から前記第１の端面と前記第２の端面との間の距離
の約２／３の長さの距離の位置まで、前記第１および第
２の一次側電極と離間して、前記第１の方向においてそ
れぞれ延在して設けられ、前記第１の一次側電極と前記
第２の一次側電極間の前記圧電基板が前記第１の主面と
前記第２の主面間の厚み方向において分極され、前記第
３の一次側電極と前記第４の一次側電極間の前記圧電基
板が前記厚み方向において前記第１の一次側電極と前記
第２の一次側電極間の前記圧電基板の分極方向と反対方
向に分極され、前記第３の一次側電極および前記第１の
一次側電極が電気的に接続され、前記第４の一次側電極
および前記第２の一次側電極が電気的に接続され、前記
第１の方向において前記第２の端面から前記第１の端面
と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さの距離
の位置までの前記圧電基板のうちの所定領域が二次側領
域であり、前記二次側領域に、前記第１の方向において
互いに対向する第１の二次側電極と第２の二次側電極と
が少なくとも設けられ、前記二次側領域の少なくとも前
記第１の二次側電極と第２の二次側電極間が前記第１の
方向において分極されていることを特徴とする圧電トラ
ンスが提供される。

【００２４】この圧電トランスは、第１の端面と第２の
端面との間の第１の方向に１．５波長の応力分布が存在
する圧電トランスに好適に適用され、昇圧比を大きくで
き、さらに、一次側の回路と、二次側の回路とを直流的
に分離することが可能となり、耐ノイズ性も向上する。

【００２５】また、本発明によれば、第１の主面と前記
第１の主面と対向する第２の主面とを有する圧電基板を
備え、前記第１の主面の一辺が延在する方向である第１
の方向の前記圧電基板の縦振動共振モードを利用する圧
電トランスにおいて、前記共振モードが、前記第１の方
向に少なくとも１波長以上の応力分布が存在する共振モ
ードであり、前記圧電基板が前記第１の方向において一
次側領域と二次側領域とを有し、前記一次側領域と前記
二次側領域が互いに異なる領域であり、前記一次側領域
の前記第１および前記第２の主面の所定領域に第１の一
次側電極および第２の一次側電極がそれぞれ互いに対向
して設けられ、前記第１の一次側電極と前記第２の一次
側電極間の前記圧電基板が前記第１の主面と前記第２の
主面間の厚み方向において分極され、前記二次側領域
に、前記第１の方向において互いに対向する第１の二次
側電極と第２の二次側電極とが少なくとも設けられ、前
記二次側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第２
の二次側電極間が前記第１の方向において分極されてい
ることを特徴とする圧電トランスが提供される。

【００２６】この圧電トランスにおいても、一次側の回
路と、二次側の回路とを直流的に分離することが可能と
なり、耐ノイズ性も向上する。

【００２７】上記各圧電トランスにおいて、第１の二次
側電極を、圧電トランスの共振モードにおける振動の第
１の方向の節の位置に設けることにより、圧電トランス
の第１の方向の振動を阻害せずに、二次側の電気的接続
および機械的支持が容易にできるようになる。

【００２８】また、第１および第２の二次側電極間の二
次側領域が、第１の方向において共振時の応力分布の半
波長以下の長さを有し共振時に第１の方向において正ま
たは負のうちいずれか一つの応力が生じる圧電基板の領
域である場合には、第１および第２の二次側電極間にさ
らに第３の二次側電極を第１および第２の二次側電極と
第１の方向において対向して設け、第１の二次側電極と
第３の二次側電極間の圧電基板を第１の方向において分
極し、第２の二次側電極と第３の二次側電極間の圧電基
板を第１の方向において第１の二次側電極と第３の二次
側電極間の分極方向と反対方向に分極し、第１および第
２の二次側電極と、第３の二次側電極との間で出力電力
を取り出せるようにすることにより、単に二次側領域に
第１および第２の二次側電極を設けて第１および第２の
二次側電極間を第１の方向のいずれか一方向に分極した
場合と比較して、二次側電極間の距離が短くなり、電極
面積が２倍となるので、二次側の静電容量が２倍以上と
なり、出力インピーダンスが１／２以下となる。このよ
うに圧電トランスの出力インピーダンスが小さくなる
と、圧電トランスの二次側電極に接続されている負荷に
印加される電圧がその分大きくなる。

【００２９】さらに、このように、第３の二次側電極を
第１および第２の二次側電極間に設けることによって、
第１および第２の二次側電極間を分極する場合には、二
次側領域に第１および第２の二次側電極を設けて第１お
よび第２の二次側電極間を第１の方向のいずれか一方向
に分極した場合と比較して、二次側の電極間の距離が短
くなり、分極の際に印加する絶対電圧が小さくなる。そ
の結果、高圧の対策が容易となり、分極用の電源もより
低圧のものを使用できるようになる。

【００３０】また、上記本発明の圧電トランスにおける
第１の方向において互いに対向する第１の二次側電極と
第２の二次側電極とが少なくとも設けられた二次側領域
を、第１の方向において対向する複数の二次側電極が設
けられた二次側領域とし、少なくとも複数の二次側電極
間の圧電基板を第１の方向において分極することによっ
て、複数の二次側電極のうち第１の方向において対向す
る所定の２以上の二次側電極から出力電力を取り出せる
ようにすることもできる。

【００３１】また、第１の方向において対向する複数の
二次側電極のうち第１の方向において対向する第１の所
定の２以上の二次側電極から第１の出力電力を取り出
し、複数の二次側電極のうち第１の所定の２以上の二次
側電極とは異なる第２の所定の２以上の二次側電極であ
って第１の方向において対向する第２の所定の２以上の
二次側電極から第２の出力電力を取り出すようにするこ
ともできる。

【００３２】第１の方向において対向する複数の二次側
電極を、圧電基板の第１の主面と第２の主面の両主面に
設けることもできる。

【００３３】第１の方向において対向する複数の二次側
電極を、第１の方向とは垂直な第２の方向に複数列設け
ることもできる。

【００３４】圧電トランスの共振モードにおける振動の
第１の方向の節の位置に圧電トランスの支持部を設ける
ことが好ましい。このようにすれば、圧電トランスの支
持部を設けても、圧電トランスの振動の阻害が抑制さ
れ、変換効率の低下を防止できる。

【００３５】また、圧電トランスの共振モードにおける
振動の第１の方向の節の位置に圧電トランスへの電気的
接続点を設けることが好ましい。このようにすれば、圧
電トランスへの電気的接続点を設けても、圧電トランス
の振動の阻害が抑制され、変換効率の低下を防止でき
る。

【００３６】本発明の圧電トランスは、冷陰極管点灯用
圧電トランスとして好ましく使用される。

【００３７】本発明の圧電トランスはインバーターに好
適に組み込まれる。

【００３８】また、本発明の圧電トランスは、液晶ディ
スプレーに好適に組み込まれる。

【００３９】さらに、また、本発明の圧電トランスは、
ブラウン管の偏向高圧回路や、複写機、ＦＡＸ等の高電
圧発生回路にも好適に使用される。

【００４０】なお、本発明において圧電基板として使用
する圧電材料としては、例えば、ＰＺＴ系、あるいは、
ＰｂＴｉＯ₃ などのＰｂＴｉＯ₃ 系の圧電セラミックス
が用いられる。ＰＺＴ系セラミックスとしては、例え
ば、ＰＺＴ、Ｐｂ（Ｎｉ_1/3 Ｎｂ_2/3 ）Ｏ₃ −Ｐｂ（Ｚ
ｎ_1/3 Ｎｂ_2/3 ）Ｏ₃ −ＰｂＴｉＯ₃ −ＰｂＺｒＯ₃ 系
のセラミックスが挙げられる。

【００４１】また本発明において用いられる電極材料と
しては、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄなどが挙げられる。

【００４２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００４３】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態の圧電トランス１００を説明するための
図であり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは断面図、図１Ｃは
応力分布を示す図、図１Ｄは振幅分布を示す図である。

【００４４】図１Ａ、Ｂに示すように、直方体状の圧電
セラミックス基板１０の上面１２の左側２／３の領域に
は一次側電極６１が設けられ、一次側電極６１と対向し
て圧電セラミックス基板１０の下面１４にも一次側電極
６２が設けられ、一次側電極６１と一次側電極６２との
間（一次側領域ａ）の圧電セラミックス基板１０は上面
１２と下面１４間の厚み方向において分極されている。
ただし、一次側端面１６と一次側端面１６から圧電セラ
ミックス基板１０の長手方向の長さの１／３の距離のと
ころとの間（領域ｃ）の圧電セラミックス基板１０は下
向きに分極され、一次側端面１６から圧電セラミックス
基板１０の長手方向の長さの１／３の距離のところと一
次側端面１６から圧電セラミックス基板１０の長手方向
の長さの２／３の距離のところとの間（領域ｄ）の圧電
セラミックス基板１０は上向きに分極され、領域ｃの圧
電セラミックス基板１０の分極と領域ｄの圧電セラミッ
クス基板１０の分極とは互いに反対方向である。

【００４５】圧電セラミックス基板１０の一次側端面１
６から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの２
／３の距離のところと二次側端面１７との間（二次側領
域ｂ）の圧電セラミックス基板１０は、上面１２が延在
する平面および下面１４が延在する平面と平行な方向で
ある圧電セラミックス基板１０の長手方向において分極
されている。

【００４６】圧電セラミックス基板１０の上面１２の二
次側の端部上には、二次側電極３３が圧電セラミックス
基板１０の長手方向とは垂直な幅方向端面１８と幅方向
端面１９との間に圧電セラミックス基板１０の幅方向の
全幅にわたって設けられている。圧電セラミックス基板
１０の下面１４の二次側の端部上には、二次側電極３４
が圧電セラミックス基板１０の幅方向端面１８と幅方向
端面１９との間に圧電セラミックス基板１０の幅方向の
全幅にわたって設けられている。

【００４７】圧電セラミックス基板１０の二次側端面１
７から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの１
／３弱の距離の位置の上面１２上には、二次側電極３１
が圧電セラミックス基板１０の幅方向端面１８と幅方向
端面１９との間に圧電セラミックス基板１０の幅方向の
全幅にわたりかつ一次側電極６１と離間して設けられて
いる。圧電セラミックス基板１０の二次側端面１７から
圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの１／３弱
の距離の位置の下面１４上には、二次側電極３２が圧電
セラミックス基板１０の幅方向端面１８と幅方向端面１
９との間に圧電セラミックス基板１０の幅方向の全幅に
わたりかつ一次側電極６２と離間して設けられている。

【００４８】電源２００の一端は接続部７１を介して一
次側電極６１と接続され、電源２００の他端は接続部７
２を介して一次側電極６２と接続されている。

【００４９】二次側電極３１は接続部７３を介して負荷
としてのＣＦＬ３０１の一端に接続され、二次側電極３
２も接続部７４を介して負荷としてのＣＦＬ３０１の一
端に接続されている。二次側電極３３は接続部７５を介
してＣＦＬ３０１の他端に接続され、二次側電極３４も
接続部７６を介して負荷としてのＣＦＬ３０１の他端に
接続されている。

【００５０】電源２００から一次側電極６１、６２間に
電圧が印加されると、左側２／３の領域（一次側領域
ａ）では、厚み方向に電界が加わり、分極方向とは垂直
方向に変位する圧電横効果で長手方向の縦振動が励振さ
れて、圧電トランス１００全体が振動する。この圧電ト
ランス１００では一次側端面１６と２次側端面１７との
間に１．５波長の応力分布が存在する共振モードで駆動
を行う。電源２００から、このような１．５波長モード
の共振の周波数に等しい周波数の電圧を印加する。圧電
トランス１００においては、圧電セラミックス基板１０
の一次側端面１６および２次側端面１７は共に開放され
ているので、圧電セラミックス基板１０の長手方向の両
端においては応力が零となり、振幅が最大となる。そし
て、圧電トランス１００においては１．５波長モードで
共振させているから、応力分布および振幅分布はそれぞ
れ図１Ｃおよび図１Ｄに示すようになる。

【００５１】このような１．５波長モードで駆動する
と、振動の節は、圧電セラミックス基板１０の一次側端
面１６から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さ
の１／６の距離のところ（節Ｘ）、圧電セラミックス基
板１０の一次側端面１６から圧電セラミックス基板１０
の長手方向の長さの１／２の距離のところ（節Ｙ）およ
び圧電セラミックス基板１０の一次側端面１６から圧電
セラミックス基板１０の長手方向の長さの５／６の距離
のところ（節Ｚ）の３カ所となる。本実施の形態の圧電
トランス１００においては、接続部７１、７２は振動の
節Ｘに設けられている。

【００５２】なお、接続部７１〜７６は、圧電セラミッ
クス基板１０の幅方向の中央部に設けられている。

【００５３】本実施の形態の圧電トランス１００におい
ては、一次側電極６１、６２を、一次側端面１６から、
この一次側端面１６から圧電セラミックス基板１０の長
手方向の長さの２／３の距離の位置まで延在させてい
る。従って、一次側の電極面積が大きくなって、その
分、圧電トランス１００の入力インピーダンスが小さく
なっている。その結果、圧電トランス１００に電源２０
０から電気エネルギーが供給されやすくなっている。

【００５４】また、領域ｃの応力は圧電セラミックス基
板１０の上面１２の方向であるのに対して、領域ｄの応
力は圧電セラミックス基板１０の下面の方向であり、領
域ｃの応力とは反対方向である。領域ｃの分極方向は、
領域ｄの分極方向と反対であるが、電界の印加方向は同
一方向である。従って、電源２００から一次側電極６
１、６２間に電圧が印加されると、領域ｄの圧電セラミ
ックス基板１０は、電源２００から領域ｃに電圧が印加
されることによって励振される共振をさらに増大するよ
うに振動する。その結果、一次側において電源２００か
ら供給される電気エネルギーをより効率よく機械的な弾
性エネルギーに変換できる。

【００５５】このように、本実施の形態の圧電トランス
１００では、一次側領域ａにおいては、領域ｃの応力と
は反対方向の応力が生じる領域ｄまで一次側電極６１、
６２を延在させ、領域ｃの分極方向を、領域ｄの分極方
向と異ならせ、電界の印加方向は同一とすることによっ
て、圧電トランス１００の入力インピーダンスが小さく
なって、圧電トランス１００に電源２００から電気エネ
ルギーが供給されやすくなり、また、一次側領域ａにお
いて入力の電気エネルギーをより効率よく機械的な弾性
エネルギーに変換できようになるから、圧電トランス１
００の実効的な昇圧比を大きくできる。

【００５６】なお、領域ｃの分極方向と、領域ｄの分極
方向とを同じとし、領域ｃの上面１２の一次側電極と領
域ｄの上面１２の一次側電極とを離間させ、領域ｃの下
面１４の一次側電極と領域ｄの下面１４の一次側電極と
を離間させ、領域ｃの上面１２の一次側電極と領域ｄの
下面１４の一次側電極とを接続し、領域ｃの下面１４の
一次側電極と領域ｄの上面１２の一次側電極とを接続し
た構造の圧電トランスにおいても、圧電トランスの入力
インピーダンスが小さくなって、圧電トランスに電源か
ら電気エネルギーが供給されやすくなり、また、一次側
領域ａにおいて入力の電気エネルギーをより効率よく機
械的な弾性エネルギーに変換できようになるから、圧電
トランスの実効的な昇圧比を大きくでき、本発明はこの
ような一次側の構造の圧電トランスにも好適に適用でき
る。

【００５７】さらに、本実施の形態の圧電トランス１０
０においては、圧電セラミックス基板１０の一次側端面
１６から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの
２／３の距離のところと二次側端面１７との間（二次側
領域ｂ）の圧電セラミックス基板１０が圧電セラミック
ス基板１０の長手方向において分極されており、圧電セ
ラミックス基板１０の上面１２および下面１４の二次側
の端部上には、二次側電極３３、３４がそれぞれ設けら
れており、圧電セラミックス基板１０の二次側端面１７
から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの１／
３弱の距離の位置の上面１２および下面１４上には、二
次側電極３１、３２がそれぞれ設けられているから、一
次側電極６１、６２間の圧電セラミックス基板１０によ
って励振される圧電セラミックス基板１０の長手方向の
縦振動によって二次側電極３１および３２と二次側電極
３３および３４との間の圧電セラミックス基板１０にも
圧電セラミックス基板１０の長手方向に機械的歪みが生
じ、分極方向に電位差が発生する圧電縦効果により、二
次側電極３１および３２と二次側電極３３および３４と
により出力電力を取り出すことができる。

【００５８】そして、このように出力電力を二次側電極
３１および３２と二次側電極３３および３４とにより取
り出すことができるから、二次側においては一次側と接
地電位を共通にしなくてもよくなる。その結果、一次側
の回路と、二次側の回路とを直流的に分離することが可
能となり、二次側に一次側とは独立したアース電極をそ
れぞれ形成して一次側のアースと二次側のアースとを絶
縁でき、また、二次側をアースせずにフロートすること
も可能となり、耐ノイズ性も向上する。

【００５９】さらに、また、本実施の形態の圧電トラン
ス１００おいては、二次側電極３１、３３を圧電セラミ
ックス基板１０の上面１２に共に設けているから、一次
側電極６１と同じ成膜工程で二次側電極３１、３３を形
成でき、二次側電極３２、３４を圧電セラミックス基板
１０の下面１４に共に設けているから、一次側電極６２
と同じ成膜工程で二次側電極３２、３４を形成できる。
さらに、リードまたはリードフレームとの接続が上面１
２および下面１４上のみとなり、リードまたはリードフ
レームの形状が簡略化できる。

【００６０】なお、上記本実施の形態では、圧電セラミ
ックス基板１０の上面１２上に二次側電極３１、３３を
設け、下面１４上に二次側電極３２、３４を設けたが、
圧電セラミックス基板１０の下面１４には二次側電極３
２、３４を設けず、上面１２上のみに二次側電極３１、
３３を設けてもよく、圧電セラミックス基板１０の上面
１２には二次側電極３１、３３を設けず、下面１４上の
みに二次側電極３２、３４を設けてもよい。また、上面
１２上に二次側電極３１のみを設け下面１４上に二次側
電極３４のみを設けてもよく、上面１２上に二次側電極
３３のみを設け下面１４上に二次側電極３２のみを設け
てもよい。

【００６１】また、本実施の形態の圧電トランス１００
おいては、一次側電極６１、６２の接続点７１、７２を
長手方向の振動の節Ｘに設けたから、圧電トランス１０
０の一次側にリード端子を接続することによって生じる
圧電トランス１００の長手方向の振動の阻害を小さくす
ることができる。

【００６２】次に、図２を参照して本実施の形態の圧電
トランス１００の製造方法を説明する。

【００６３】図２Ａ〜図２Ｄは、本実施の形態の圧電ト
ランス１００の製造工程を工程順に示した断面図であ
る。

【００６４】まず、図２Ａに示すように、スクリーン印
刷法等により圧電セラミックス基板１０の領域ｃの上面
１２には一次側電極６３を、圧電セラミックス基板１０
の領域ｃの下面１４には一次側電極６４を、圧電セラミ
ックス基板１０の領域ｄの上面１２には一次側電極６５
を、圧電セラミックス基板１０の領域ｄの下面１４には
一次側電極６６を、圧電セラミックス基板１０の二次側
領域ｂの上面１２には二次側電極３１、３３を、圧電セ
ラミックス基板１０の二次側領域ｂの下面１４には二次
側電極３２、３４をそれぞれ形成する。

【００６５】その後、図２Ｂに示すように、一次側電極
６３、６４を分極用の高圧直流電源４１に接続し、ま
た、一次側電極６５、６６を分極用の他の高圧直流電源
４２に接続し、それぞれの高圧直流電源４１、４２から
それぞれ高電圧を印加することでｃ領域およびｄ領域の
厚み方向の分極を行う。

【００６６】その後、図２Ｃに示すように、一次側電極
６３〜６６を分極用の高圧直流電源４３の負極に接続
し、二次側電極３３、３４を高圧直流電源４３の正極に
接続し、高電圧を印加することで、二次側領域ｂの長手
方向の分極処理を行う。

【００６７】その後、導電性ペースト６７により一次側
電極６３と６５とを接続して、図１に示す一次側電極６
１とし、導電性ペースト６８により一次側電極６４と６
６とを接続して、図１に示す一次側電極６２とした。

【００６８】なお、導電ペースト６７を用いずにリード
線（図示せず。）により一次側電極６３と６５とを接続
してもよく、また、導電性ペースト６８を用いずにリー
ド線（図示せず。）により一次側電極６４と６６とを接
続してもよい。

【００６９】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態の圧電トランスを説明するための断面図
である。

【００７０】上述した第１の実施の形態においては、負
荷としてのＣＦＬを１つとし、二次側電極３１、３２を
共に負荷としてのＣＦＬ３０１の一端に接続し、二次側
電極３３、３４を共にＣＦＬ３０１の他端に接続した
が、本実施の形態においては、負荷としてのＣＦＬを２
つとし、二次側電極３１を負荷としてのＣＦＬ３０２の
一端に接続し、二次側電極３３をＣＦＬ３０２の他端に
接続し、二次側電極３２を負荷としてのＣＦＬ３０３の
一端に接続し、二次側電極３４をＣＦＬ３０３の他端に
接続して、圧電セラミックス基板１０の上面１２および
下面１４を各々独立させて、負荷としてのＣＦＬを独立
して駆動している点が第１の実施の形態の異なるが他の
点が第１の実施の形態と同様であり、二次側においては
一次側と接地電位を共通にしなくてもよくなって、一次
側の回路と、二次側の回路とを直流的に分離することが
可能となり、二次側に一次側とは独立したアース電極を
それぞれ形成して一次側のアースと二次側のアースとを
絶縁でき、また、二次側をアースせずにフロートするこ
とも可能となり、耐ノイズ性も向上する点も同様であ
る。

【００７１】（第３の実施の形態）図４は、本発明の第
３の実施の形態の圧電トランスを説明するための図であ
り、図４Ａは斜視図、図４Ｂは断面図、図４Ｃは応力分
布を示す図、図４Ｄは振幅分布を示す図である。

【００７２】上述した第２の実施の形態においては、負
荷としてのＣＦＬを２つとし、二次側電極３１を負荷と
してのＣＦＬ３０２の一端に接続し、二次側電極３３を
ＣＦＬ３０２の他端に接続し、二次側電極３２を負荷と
してのＣＦＬ３０３の一端に接続し、二次側電極３４を
ＣＦＬ３０３の他端に接続して、圧電セラミックス基板
１０の上面１２および下面１４を各々独立させて、負荷
としてのＣＦＬを独立して駆動していたが、本実施の形
態においては、負荷としてのＣＦＬを４つとし、二次側
電極３１を圧電セラミックス基板１０の幅方向において
２分割して二次側電極３５および３７とし、二次側電極
３２を圧電セラミックス基板１０の幅方向において２分
割して二次側電極３６および３８とし、二次側電極３３
を圧電セラミックス基板１０の幅方向において２分割し
て二次側電極３９および４１とし、二次側電極３４を圧
電セラミックス基板１０の幅方向において２分割して二
次側電極４０および４２とし、二次側電極３５を接続部
７７を介して負荷としてのＣＦＬ３０４の一端に接続
し、二次側電極３９を接続部８１を介してＣＦＬ３０４
の他端に接続し、二次側電極３７を接続部７９を介して
負荷としてのＣＦＬ３０５の一端に接続し、二次側電極
４１を接続部８３を介してＣＦＬ３０５の他端に接続
し、二次側電極３６を接続部７８を介して負荷としての
ＣＦＬ３０６の一端に接続し、二次側電極４０を接続部
８２を介してＣＦＬ３０６の他端に接続し、二次側電極
３８を接続部８０を介して負荷としてのＣＦＬ３０７の
一端に接続し、二次側電極４２を接続部８４を介してＣ
ＦＬ３０７の他端に接続して、負荷としての４つのＣＦ
Ｌ３０４〜３０７をそれぞれ独立して駆動している点が
第２の実施の形態の異なるが他の点が第２の実施の形態
と同様であり、二次側においては一次側と接地電位を共
通にしなくてもよくなって、一次側の回路と、二次側の
回路とを直流的に分離することが可能となり、二次側に
一次側とは独立したアース電極をそれぞれ形成して一次
側のアースと二次側のアースとを絶縁でき、また、二次
側をアースせずにフロートすることも可能となり、耐ノ
イズ性も向上する点も同様である。

【００７３】（第４の実施の形態）図５は、本発明の第
４の実施の形態の圧電トランスを説明するための図であ
り、図５Ａは斜視図、図５Ｂは断面図、図５Ｃは応力分
布を示す図、図５Ｄは振幅分布を示す図である。

【００７４】上述した第２の実施の形態においては、二
次側領域ｂ全体を圧電セラミックス基板１０の長手方向
の一方向のみに分極し、負荷としてのＣＦＬ３０２の両
側に二次側電極３１および３３をそれぞれ接続してＣＦ
Ｌ３０２を駆動し、負荷としてのＣＦＬ３０３の両側に
二次側電極３２および３４をそれぞれ接続してＣＦＬ３
０３を駆動しているが、本実施の形態においては、圧電
セラミックス基板１０の二次側端面１７から圧電セラミ
ックス基板１０の長手方向の長さの１／６の距離の位置
の上面１２および下面１４に圧電セラミックス基板１０
の幅方向の全幅にわたって二次側電極４３と二次側電極
４４とをそれぞれ設け、圧電セラミックス基板１０の二
次側端面１７から、圧電セラミックス基板１０の二次側
端面１７から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長
さの１／６の距離の位置までの圧電セラミックス基板１
０を圧電セラミックス基板１０の長手方向であって左方
向に分極し、圧電セラミックス基板１０の二次側端面１
７から圧電セラミックス基板１０の長手方向の長さの１
／６の距離の位置から、圧電セラミックス基板１０の二
次側端面１７から圧電セラミックス基板１０の長手方向
の長さの１／３の距離の位置までの圧電セラミックス基
板１０を圧電セラミックス基板１０の長手方向であって
右方向に分極し、二次側電極４３を接続部８５を介して
負荷としてのＣＦＬ３０８の一端に接続し、二次側電極
３１を接続部７３を介してＣＦＬ３０８の他端に接続す
ると共に二次側電極３３を接続部７５を介してＣＦＬ３
０８の他端に接続し、二次側電極４４を接続部８６を介
して負荷としてのＣＦＬ３０９の一端に接続し、二次側
電極３２を接続部７４を介してＣＦＬ３０９の他端に接
続すると共に二次側電極３４を接続部７６を介してＣＦ
Ｌ３０９の他端に接続している点が第２の実施の形態の
異なるが他の点は第２の実施の形態と同様であり、二次
側においては一次側と接地電位を共通にしなくてもよく
なって、一次側の回路と、二次側の回路とを直流的に分
離することが可能となり、二次側に一次側とは独立した
アース電極をそれぞれ形成して一次側のアースと二次側
のアースとを絶縁でき、また、二次側をアースせずにフ
ロートすることも可能となり、耐ノイズ性も向上する点
も同様である。

【００７５】本実施の形態においては、二次側電極３
１、３３を共通接続して一方の出力側とし、二次側電極
４３を他方の出力側とし、また、二次側電極３２、３３
を共通接続して一方の出力側とし、二次側電極４４を他
方の出力側としているから、二次側電極３１、３３間か
ら出力を取り出し、二次側電極３２、３４間から出力を
取り出す第２の実施の形態と比較して、二次側の電極間
の距離が約１／２となり、電極面積が２倍となるので、
二次側の静電容量が約４倍となり、出力インピーダンス
が約１／４となる。このように圧電トランスの出力イン
ピーダンスが小さくなると、圧電トランス１００の二次
側電極に接続されている負荷に印加される電圧がその分
大きくなり、より重負荷が駆動できるようになる。

【００７６】さらに、このように、二次側電極４３を二
次側電極３１、３３間に設け、二次側電極４４を二次側
電極３２、３４間に設けることによって、二次側電極間
を分極する場合には、単に二次側領域の上面１２に二次
側電極３１、３３を設け、また下面１４に二次側電極３
１、３３を設けて二次側電極３１、３３間および二次側
電極３２、３４間を長手方向の右側または左側のいずれ
か一方向に分極した場合と比較して、二次側電極間の距
離が短くなり、分極の際に印加する絶対電圧が小さくな
る。その結果、高圧の対策が容易となり、分極用の電源
もより低圧のものを使用できるようになる。

【００７７】なお、本実施の形態においては、接続点８
５、８６は圧電セラミックス基板１０の長手方向の振動
の節Ｚに設けられているから、圧電トランス１００の二
次側での支持をこの接続点８５、８６において行うこと
によって、圧電トランス１００の長手方向の振動の阻害
を小さくすることができる。

【００７８】（第５の実施の形態）図６は、本発明の第
５の実施の形態の圧電トランスを説明するための図であ
り、図６Ａは斜視図、図６Ｂは断面図、図６Ｃは応力分
布を示す図、図６Ｄは振幅分布を示す図である。

【００７９】上述した第２の実施の形態においては、圧
電セラミックス基板１０の上面１２の二次側電極３１の
圧電セラミックス基板１０の長手方向の配置と、圧電セ
ラミックス基板１０の下面１４の二次側電極３２の圧電
セラミックス基板１０の長手方向の配置とを同一とし、
圧電セラミックス基板１０の上面１２の二次側電極３３
の圧電セラミックス基板１０の長手方向の配置と、圧電
セラミックス基板１０の下面１４の二次側電極３４の圧
電セラミックス基板１０の長手方向の配置とを同一とし
たが、必ずしも、上面１２および下面１４に設ける二次
側電極の圧電セラミックス基板１０の長手方向の配置を
同一とする必要はなく、本実施の形態においては、第２
の実施の形態の二次側電極３１に代えて二次側電極４３
を圧電セラミックス基板１０の二次側端面１７から圧電
セラミックス基板１０の長手方向の長さの１／６の距離
の位置の上面１２上に圧電セラミックス基板１０の幅方
向端面１８と幅方向端面１９との間に圧電セラミックス
基板１０の幅方向の全幅にわたって設け、第２の実施の
形態の二次側電極３４に代えて二次側電極４４を圧電セ
ラミックス基板１０の二次側端面１７から圧電セラミッ
クス基板１０の長手方向の長さの１／６の距離の位置の
下面１４上に圧電セラミックス基板１０の幅方向端面１
８と幅方向端面１９との間に圧電セラミックス基板１０
の幅方向の全幅にわたって設け、二次側電極４３を接続
部８５を介して負荷としてのＣＦＬ３１０の一端に接続
し、二次側電極３３を接続部７５を介してＣＦＬ３１０
の他端に接続し、二次側電極３２を接続部７４を介して
負荷としてのＣＦＬ３１１の一端に接続し、二次側電極
４４を接続部８６を介してＣＦＬ３１１の他端に接続し
ている点が第２の実施の形態の異なるが他の点は第２の
実施の形態と同様であり、二次側においては一次側と接
地電位を共通にしなくてもよくなって、一次側の回路
と、二次側の回路とを直流的に分離することが可能とな
り、二次側に一次側とは独立したアース電極をそれぞれ
形成して一次側のアースと二次側のアースとを絶縁で
き、また、二次側をアースせずにフロートすることも可
能となり、耐ノイズ性も向上する点も同様である。

【００８０】なお、本実施の形態においては、接続点８
５、８６は圧電セラミックス基板１０の長手方向の振動
の節Ｚに設けられているから、圧電トランス１００の二
次側での支持をこの接続点８５、８６において行うこと
によって、圧電トランス１００の長手方向の振動の阻害
を小さくすることができる。

【００８１】また、二次側電極４３と３３との距離が第
２の実施の形態の二次側電極３１と３３との距離よりも
小さくなり、二次側電極４４と３２との距離が第２の実
施の形態の二次側電極３２と３４との距離よりも小さく
なるから、出力電圧は第２の実施の形態よりも小さくな
るが、出力インピーダンスも第２の実施の形態よりも小
さくなるので、第２の実施の形態よりも重負荷を駆動で
きる。

【００８２】

【発明の効果】本発明においては、出力電力を第１の二
次側電極と第２の二次側電極とにより取り出すことがで
きるから、二次側においては一次側と接地電位を共通に
しなくてもよくなる。その結果、一次側の回路と、二次
側の回路とを直流的に分離することが可能となり、二次
側に一次側とは独立したアース電極をそれぞれ形成して
一次側のアースと二次側のアースとを絶縁でき、また、
二次側をアースせずにフロートすることも可能となり、
耐ノイズ性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の圧電トランスを説
明するための図であり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは断面
図、図１Ｃは応力分布を示す図、図１Ｄは振幅分布を示
す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の圧電トランスの製
造方法を説明するための断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の圧電トランスを説
明するための断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態の圧電トランスを説
明するための図であり、図４Ａは斜視図、図４Ｂは断面
図、図４Ｃは応力分布を示す図、図４Ｄは振幅分布を示
す図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態の圧電トランスを説
明するための図であり、図５Ａは斜視図、図５Ｂは断面
図、図５Ｃは応力分布を示す図、図５Ｄは振幅分布を示
す図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態の圧電トランスを説
明するための図であり、図５Ａは斜視図、図５Ｂは断面
図、図５Ｃは応力分布を示す図、図５Ｄは振幅分布を示
す図である。

【図７】従来の圧電トランスを説明するための図であ
り、図７Ａは斜視図、図７Ｂは断面図、図７Ｃは応力分
布を示す図、図７Ｄは振幅分布を示す図である。

【符号の説明】

１０…圧電セラミックス基板１２…上面１４…下面１６…一次側端面１７…二次側端面１８、１９…幅方向端面３１〜４４…二次側電極６１〜６６…一次側電極６７、６８…導電性ペースト７１〜８６…接続部１００…圧電トランス２００…電源２２１、２２２…一次側電極２３１、２３２…接続部２４１…二次側電極３００〜３１１…冷陰極管（ＣＦＬ）ａ…一次側領域ｂ…二次側領域ｃ、ｄ、ｅ…領域Ｓ、Ｔ、Ｘ、Ｙ、Ｚ…振動の節

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の主面と前記第１の主面と対向する第
２の主面とを有する圧電基板を備え、前記第１の主面の
一辺が延在する方向である第１の方向の前記圧電基板の
縦振動共振モードを利用する圧電トランスにおいて、前記共振モードが、前記第１の方向に少なくとも１波長
以上の応力分布が存在する共振モードであり、前記圧電基板が前記第１の方向において第１の一次側領
域と第２の一次側領域と二次側領域とを有し、前記第１
の一次側領域と前記第２の一次側領域と前記二次側領域
が互いに異なる領域であり、前記第１の一次側領域が、前記第１の方向において前記
共振時の前記応力分布の半波長の長さを有し前記共振時
に前記第１の方向において正または負のうちいずれか一
つの応力が生じる前記圧電基板の第１の所定の領域であ
って、前記第１の一次側領域の前記第１の主面および第２の主
面に第１の一次側電極および第２の一次側電極がそれぞ
れ互いに対向して設けられ、前記第１の一次側領域の前
記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間が前記第
１の主面と前記第２の主面間の厚み方向において分極さ
れ、前記第２の一次側領域が、前記第１の方向において前記
共振時の前記応力分布の半波長以下の長さを有し前記共
振時に前記第１の方向において正または負のうちいずれ
か一つの応力が生じる前記圧電基板の第２の所定の領域
であって、前記圧電基板の前記第２の一次側領域の前記第１の主面
および前記第２の主面に第３の一次側電極および第４の
一次側電極がそれぞれ互いに対向して設けられ、前記第１および第２の一次側電極によって励振される前
記共振をさらに増大すべく前記第２の一次側領域が振動
するように、前記共振時に前記第２の一次側領域に生じ
る応力の方向に応じて、前記第２の一次側領域の前記第
３の一次側電極と前記第４の一次側電極間が前記厚み方
向の所定の方向に分極されていると共に前記第３の一次
側電極および前記第４の一次側電極と前記第１の一次側
電極および前記第２の一次側電極とが所定の接続状態に
電気的に接続され、前記二次側領域に、前記第１の方向において互いに対向
する第１の二次側電極と第２の二次側電極とが少なくと
も設けられ、前記二次側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第
２の二次側電極間が前記第１の方向において分極されて
いることを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】前記共振時に前記第２の一次側領域に生じ
る応力の方向が前記共振時に前記第１の一次側領域に生
じる応力の方向と反対であり、前記第２の一次側領域の前記第３の一次側電極と前記第
４の一次側電極間の分極方向が、前記第１の一次側領域
の前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の分
極方向と反対であり、前記第３の一次側電極および前記第１の一次側電極が電
気的に接続され、前記第４の一次側電極および前記第２
の一次側電極が電気的に接続されていることを特徴とす
る請求項１記載の圧電トランス。
【請求項３】前記共振時に前記第２の一次側領域に生じ
る応力の方向が前記共振時に前記第１の一次側領域に生
じる応力の方向と反対であり、前記第２の一次側領域の前記第３の一次側電極と前記第
４の一次側電極間の分極方向が、前記第１の一次側領域
の前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の分
極方向と同じであり、前記第３の一次側電極および前記第２の一次側電極が電
気的に接続され、前記第４の一次側電極および前記第１
の一次側電極が電気的に接続されていることを特徴とす
る請求項１記載の圧電トランス。
【請求項４】前記共振時に前記第２の一次側領域に生じ
る応力の方向が前記共振時に前記第１の一次側領域に生
じる応力の方向と同じであり、前記第２の一次側領域の前記第３の一次側電極と前記第
４の一次側電極間の分極方向が、前記第１の一次側領域
の前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の分
極方向と同じであり、前記第３の一次側電極および前記第１の一次側電極が電
気的に接続され、前記第４の一次側電極および前記第２
の一次側電極が電気的に接続されていることを特徴とす
る請求項１記載の圧電トランス。
【請求項５】前記圧電基板が、前記第１の一次側領域、
第２の一次側領域および二次側領域とは異なる領域であ
る第３の一次側領域をさらに有し、前記第３の一次側領域が、前記第１の方向において前記
共振時の前記応力分布の半波長以下の長さを有し前記共
振時に前記第１の一次側領域に生じる応力の方向と同じ
方向のみの応力が前記共振時に生じる前記圧電基板の所
定の第３の領域であって、前記圧電基板の前記第３の一次側領域の前記第１の主面
および前記第２の主面に第５の一次側電極および第６の
一次側電極がそれぞれ互いに対向して設けられ、前記第３の一次側領域の前記第５の一次側電極と前記第
６の一次側電極間の分極方向が、前記第１の一次側領域
の前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の分
極方向と同じであり、前記第５の一次側電極および前記第１の一次側電極が電
気的に接続され、前記第６の一次側電極および前記第２
の一次側電極が電気的に接続されていることを特徴とす
る請求項２または３記載の圧電トランス。
【請求項６】前記第２の一次側領域が前記第１の一次側
領域と前記二次側領域との間に位置していることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電トラン
ス。
【請求項７】前記第２の一次側領域および前記第３の一
次側領域が前記第１の一次側領域と前記二次側領域との
間に位置していることを特徴とする請求項５記載の圧電
トランス。
【請求項８】第１の主面と、前記第１の主面と対向する
第２の主面と、前記第１の主面の一辺が延在する方向で
ある第１の方向と直交する第１の端面および第２の端面
とを有する実質的に直方体状の圧電基板を備え、前記圧
電基板の前記第１の方向の縦振動共振モードを利用する
圧電トランスにおいて、第１および第２の一次側電極が前記圧電基板の前記第１
の主面および前記第２の主面上に前記第１の端面から前
記第１の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３
の長さの距離の位置まで前記第１の方向においてそれぞ
れ延在して設けられ、第３および第４の一次側電極が前記圧電基板の前記第１
の主面および前記第２の主面上に、前記第１の端面から
前記第１の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／
３の長さの距離の位置から、前記第１の端面から前記第
１の端面と前記第２の端面との間の距離の約２／３の長
さの距離の位置まで、前記第１および第２の一次側電極
と離間して、前記第１の方向においてそれぞれ延在して
設けられ、前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の前記
圧電基板が前記第１の主面と前記第２の主面間の厚み方
向において分極され、前記第３の一次側電極と前記第４の一次側電極間の前記
圧電基板が前記厚み方向において前記第１の一次側電極
と前記第２の一次側電極間の前記圧電基板の分極方向と
同じ方向に分極され、前記第４の一次側電極および前記第１の一次側電極が電
気的に接続され、前記第３の一次側電極および前記第２
の一次側電極が電気的に接続され、前記第１の方向において前記第２の端面から前記第１の
端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さの
距離の位置までの前記圧電基板のうちの所定領域が二次
側領域であり、前記二次側領域に、前記第１の方向において互いに対向
する第１の二次側電極と第２の二次側電極とが少なくと
も設けられ、前記二次側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第
２の二次側電極間が前記第１の方向において分極されて
いることを特徴とする圧電トランス。
【請求項９】第１の主面と、前記第１の主面と対向する
第２の主面と、前記第１の主面の一辺が延在する方向で
ある第１の方向と直交する第１の端面および第２の端面
とを有する実質的に直方体状の圧電基板を備え、前記圧
電基板の前記第１の方向の縦振動共振モードを利用する
圧電トランスにおいて、第１および第２の一次側電極が前記圧電基板の前記第１
の主面および前記第２の主面上に前記第１の端面から前
記第１の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３
の長さの距離の位置まで前記第１の方向においてそれぞ
れ延在して設けられ、第３および第４の一次側電極が前記圧電基板の前記第１
の主面および前記第２の主面上に、前記第１の端面から
前記第１の端面と前記第２の端面との間の距離の約１／
３の長さの距離の位置から、前記第１の端面から前記第
１の端面と前記第２の端面との間の距離の約２／３の長
さの距離の位置まで、前記第１および第２の一次側電極
と離間して、前記第１の方向においてそれぞれ延在して
設けられ、前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の前記
圧電基板が前記第１の主面と前記第２の主面間の厚み方
向において分極され、前記第３の一次側電極と前記第４の一次側電極間の前記
圧電基板が前記厚み方向において前記第１の一次側電極
と前記第２の一次側電極間の前記圧電基板の分極方向と
反対方向に分極され、前記第３の一次側電極および前記第１の一次側電極が電
気的に接続され、前記第４の一次側電極および前記第２
の一次側電極が電気的に接続され、前記第１の方向において前記第２の端面から前記第１の
端面と前記第２の端面との間の距離の約１／３の長さの
距離の位置までの前記圧電基板のうちの所定領域が二次
側領域であり、前記二次側領域に、前記第１の方向において互いに対向
する第１の二次側電極と第２の二次側電極とが少なくと
も設けられ、前記二次側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第
２の二次側電極間が前記第１の方向において分極されて
いることを特徴とする圧電トランス。
【請求項１０】第１の主面と前記第１の主面と対向する
第２の主面とを有する圧電基板を備え、前記第１の主面
の一辺が延在する方向である第１の方向の前記圧電基板
の縦振動共振モードを利用する圧電トランスにおいて、前記共振モードが、前記第１の方向に少なくとも１波長
以上の応力分布が存在する共振モードであり、前記圧電基板が前記第１の方向において一次側領域と二
次側領域とを有し、前記一次側領域と前記二次側領域が
互いに異なる領域であり、前記一次側領域の前記第１および前記第２の主面の所定
領域に第１の一次側電極および第２の一次側電極がそれ
ぞれ互いに対向して設けられ、前記第１の一次側電極と前記第２の一次側電極間の前記
圧電基板が前記第１の主面と前記第２の主面間の厚み方
向において分極され、前記二次側領域に、前記第１の方向において互いに対向
する第１の二次側電極と第２の二次側電極とが少なくと
も設けられ、前記二次側領域の少なくとも前記第１の二次側電極と第
２の二次側電極間が前記第１の方向において分極されて
いることを特徴とする圧電トランス。
【請求項１１】前記第１の二次側電極が、前記圧電トラ
ンスの共振モードにおける振動の前記第１の方向の節の
位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１
０のいずれかに記載の圧電トランス。
【請求項１２】前記第１および第２の二次側電極間の前
記二次側領域が、前記第１の方向において前記共振時の
前記応力分布の半波長以下の長さを有し前記共振時に前
記第１の方向において正または負のうちいずれか一つの
応力が生じる前記圧電基板の領域であって、前記第１および第２の二次側電極間にさらに第３の二次
側電極が前記第１および第２の二次側電極と前記第１の
方向において対向して設けられ、前記第１の二次側電極と前記第３の二次側電極間の前記
圧電基板が前記第１の方向において分極され、前記第２
の二次側電極と前記第３の二次側電極間の前記圧電基板
が前記第１の方向において前記第１の二次側電極と前記
第３の二次側電極間の分極方向と反対方向に分極され、前記第１および前記第２の二次側電極と、前記第３の二
次側電極との間で出力電力を取り出せるようにしたこと
を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の圧電
トランス。
【請求項１３】前記第１の方向において互いに対向する
前記第１の二次側電極と前記第２の二次側電極とが少な
くとも設けられた前記二次側領域が、前記第１の方向に
おいて対向する複数の二次側電極が設けられた前記二次
側領域であり、少なくとも前記複数の二次側電極間の前記圧電基板は前
記第１の方向において分極され、前記複数の二次側電極
のうち前記第１の方向において対向する所定の２以上の
二次側電極から出力電力を取り出せるようにしたことを
特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の圧電ト
ランス。
【請求項１４】前記第１の方向において対向する前記複
数の二次側電極のうち前記第１の方向において対向する
第１の所定の２以上の二次側電極から第１の出力電力を
取り出し、前記複数の二次側電極のうち前記第１の所定
の２以上の二次側電極とは異なる第２の所定の２以上の
二次側電極であって前記第１の方向において対向する前
記第２の所定の２以上の二次側電極から第２の出力電力
を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１３記載
の圧電トランス。
【請求項１５】前記第１の方向において対向する前記複
数の二次側電極が、前記圧電基板の前記第１の主面と第
２の主面の両主面に設けられていることを特徴とする請
求項１３または１４記載の圧電トランス。
【請求項１６】前記第１の方向において対向する前記複
数の二次側電極が、前記第１の方向とは垂直な第２の方
向に複数列設けられていることを特徴とする請求項１３
乃至１５のいずれかに記載の圧電トランス。
【請求項１７】前記圧電トランスの共振モードにおける
振動の前記第１の方向の節の位置に前記圧電トランスの
支持部を設けたことを特徴とする請求項１乃至１６のい
ずれかに記載の圧電トランス。
【請求項１８】前記圧電トランスの共振モードにおける
振動の前記第１の方向の節の位置に前記圧電トランスの
前記一次側電極への電気的接続点および前記二次側電極
への電気的接続点をそれぞれ設けたことを特徴とする請
求項１乃至１６のいずれかに記載の圧電トランス。
【請求項１９】前記圧電トランスが冷陰極管点灯用圧電
トランスであることを特徴とする請求項１乃至１８のい
ずれかに記載の圧電トランス。
【請求項２０】請求項１記載の圧電トランスを組み込ん
だことを特徴とするインバータ。
【請求項２１】請求項１記載の圧電トランスを組み込ん
だことを特徴とする液晶ディスプレー。