JPH10135531A - Piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric transformer

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JPH10135531A
JPH10135531A JP8304079A JP30407996A JPH10135531A JP H10135531 A JPH10135531 A JP H10135531A JP 8304079 A JP8304079 A JP 8304079A JP 30407996 A JP30407996 A JP 30407996A JP H10135531 A JPH10135531 A JP H10135531A
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JP
Japan
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piezoelectric
vibrating body
input
vibration
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8304079A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Kuroda
達也 黒田
Yoichi Mizuno
洋一 水野
Hirotoshi Tanaka
博敏 田中
Daisuke Kaino
大助 戒能
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the degree of freedom in setting the polarization direction on the input side and the output side of a vibration body and its supporting position. SOLUTION: The center of an oscillating body 22 is on the position shown by a one dot chain line LA in the state in which AC voltage is not applied. When AC voltage is applied to an input-side piezoelectric part 10, an oscillation part 12 is oscillated in vertical direction. This piezoelectric part 12 is coupled to the center part of the output-side piezoelectric body 22, and as both ends of the piezoelectric body 22 are formed free ends, the oscillation body 22 performs free oscillation in primary mode, and the center LA of the oscillation body 22 oscillates as shown by dotted lines LB and LC. This oscillation body 22 is supported by freely oscillating node points PA and PB. As the oscillation body is divided into an input side and an output side, polarization can be provided separately and an electrode can be formed separately.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、圧電トランスに
かかり、更に具体的には、その振動体構造の改良に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer, and more specifically, to an improvement in a vibrating body structure.

【0002】[0002]

【背景技術と発明が解決しようとする課題】圧電トラン
スは、従来の巻線トランスと比較して、 (1)エネルギ密度が高く、小型化,薄型化を図ること
ができる。 (2)スイッチング周波数の高周波化が可能である。 (3)電磁的なノイズが出ない。 (4)発熱などの影響も低減される。 などの利点があり、各方面で研究が進んでいる。
2. Description of the Related Art Piezoelectric transformers have a higher energy density than conventional winding transformers, and can be made smaller and thinner. (2) The switching frequency can be increased. (3) No electromagnetic noise. (4) The influence of heat generation is also reduced. There are such advantages, and research is progressing in various fields.

【0003】例えば、特開平4−167504号公報
(公知例1)には、圧電セラミック円板を積層すること
によって500kHz以上で動作する圧電セラミックト
ランスが開示されている。電子情報通信学会の信学技報
PE92-68(1993-02),P25〜31(公知例2)では、厚み縦
振動型圧電トランスの等価回路が考察されている。同技
報PE93-19(1993-07),P51〜55(公知例3)には、圧電
トランスのスイッチングの際の効率をソフトスイッチン
グ方式で改善した圧電トランスコンバータが開示されて
いる。同技報US95-21,EMD95-17,CPM95-29(1995-07),P
9〜16(公知例4)には、大きな昇圧比を得ることがで
きる積層一体焼結型圧電トランスが開示されている。同
技報US95-22,EMD95-18,CPM95-30(1993-02),P17〜21
(公知例5)には、フルブリッジ回路を用いて電源電圧
の2倍の電圧で駆動するようにした冷陰極管用の圧電ト
ランスが開示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-167504 (known example 1) discloses a piezoelectric ceramic transformer which operates at 500 kHz or more by laminating piezoelectric ceramic disks. IEICE Technical Report
In PE92-68 (1993-02), pp. 25 to 31 (known example 2), an equivalent circuit of a thickness vertical vibration type piezoelectric transformer is considered. The same technical report PE93-19 (1993-07), pp. 51 to 55 (known example 3) discloses a piezoelectric transformer converter in which the efficiency of switching of a piezoelectric transformer is improved by a soft switching method. Technical report US95-21, EMD95-17, CPM95-29 (1995-07), P
9 to 16 (known example 4) disclose a laminated integrated sintering type piezoelectric transformer capable of obtaining a large step-up ratio. Technical report US95-22, EMD95-18, CPM95-30 (1993-02), P17-21
(Publication Example 5) discloses a piezoelectric transformer for a cold cathode tube, which is driven at a voltage twice the power supply voltage using a full bridge circuit.

【0004】振動体に着目すると、前記公知例1では円
盤形状,公知例2,3では積層形状,最も基本的なロー
ゼン型や公知例4,5では平板形状となっている。そし
て、いずれも、一体となった振動体に入力側と出力側の
電極が形成されている。このため、振動体と電極をどの
ように形成するかによって振動体の分極の方向も決まっ
てしまい、入力側と出力側で全く独立して分極方向を設
定することができないという不都合がある。また、所定
の振動モードを想定して電極の位置などが決められてい
るため、振動モードの変更を容易に行うことができな
い。更に、振動モードによっては、振動体の振動を妨げ
るような位置で支持しなければならず、効率が低下する
などの不都合もある。
Focusing on the vibrating body, the known example 1 has a disk shape, the known examples 2 and 3 have a laminated shape, and the most basic Rosen type and the known examples 4 and 5 have a flat plate shape. In both cases, electrodes on the input side and the output side are formed on the integrated vibrating body. For this reason, the direction of polarization of the vibrating body is determined depending on how the vibrating body and the electrode are formed, and there is a disadvantage that the polarization direction cannot be set completely independently on the input side and the output side. In addition, since the positions of the electrodes and the like are determined assuming a predetermined vibration mode, it is not easy to change the vibration mode. Further, depending on the vibration mode, it is necessary to support the vibrating body at a position where the vibration of the vibrating body is hindered.

【0005】本発明は、このような点に着目したもの
で、その目的は、振動体の入力側と出力側における分極
方向の設定や支持位置,あるいは振動モードの選択性の
向上を図ることである。他の目的は、振動体の振動効率
の向上を図ることである。
The present invention focuses on such a point, and an object of the present invention is to improve the selectivity of the setting of the polarization direction and the supporting position or the vibration mode on the input side and the output side of the vibrating body. is there. Another object is to improve the vibration efficiency of the vibrating body.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、分極が施された振動体に出力電圧を取
り出す電極が形成された第1の圧電部;分極が施された
振動体に入力側の電圧を印加する電極が形成されてお
り、前記第1の圧電部と独立して構成されて、前記第1
の圧電部の振動の腹の位置に結合された第2の圧電部;
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a first vibrating body in which an electrode for extracting an output voltage is formed on a vibrating body subjected to polarization; a vibrating body subjected to polarization An electrode for applying a voltage on the input side is formed on the first piezoelectric unit, and is configured independently of the first piezoelectric unit.
A second piezoelectric unit coupled to a position of a vibration antinode of the piezoelectric unit;
It is characterized by having.

【0007】他の発明によれば、前記第2の圧電部は、
前記第1の圧電部の振動体を挟んで対称に配置される。
また、前記第1の圧電部の振動体の表面には、電極を引
き出すためのリードパターンが形成される。更に、第1
の圧電部の振動体の両端は、中央部分よりも重く形成さ
れる。前記第1の圧電部の振動体は、その自由振動のノ
ード点で支持される。
According to another aspect of the present invention, the second piezoelectric section includes:
The first piezoelectric portions are symmetrically arranged with respect to the vibrator.
Further, a lead pattern for extracting an electrode is formed on the surface of the vibrating body of the first piezoelectric portion. Furthermore, the first
Both ends of the vibrating body of the piezoelectric portion are formed heavier than the central portion. The vibrating body of the first piezoelectric unit is supported at its free vibration node.

【0008】この発明の前記及び他の目的,特徴,利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
[0008] The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、実施例を参照しながら詳細に説明する。本発明にか
かる圧電トランスは、例えば、ノート型パソコンにバッ
クライト光源として使用されている冷陰極蛍光灯の点灯
電源などに好適である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to examples. The piezoelectric transformer according to the present invention is suitable for, for example, a lighting power supply of a cold cathode fluorescent lamp used as a backlight light source in a notebook computer.

【0010】[0010]

【実施例1】最初に、図1及び図2を参照しながら実施
例1について説明する。図1(A)には、実施例1の外
観が示されている。同図に示すように、本実施例の圧電
トランスでは、入力側(一次側)の振動体と出力側(二
次側)の振動体が分割構成されており、両者を接着剤な
どを用いて接合することで圧電トランスが構成されてい
る。なお、いずれを入力側あるいは出力側とするかは、
昇圧,降圧の必要性に応じて設定してよいが、以下の説
明では上側を入力側,下側を出力側とする。
Embodiment 1 First, Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows the appearance of the first embodiment. As shown in the figure, in the piezoelectric transformer of this embodiment, a vibrating body on the input side (primary side) and a vibrating body on the output side (secondary side) are divided, and both are formed using an adhesive or the like. The joining forms a piezoelectric transformer. Which of the input side or output side is
The setting may be made according to the necessity of step-up and step-down, but in the following description, the upper side is the input side, and the lower side is the output side.

【0011】まず、入力側圧電部10は、同図(B)に
示すように、平板状の振動体12の左右両端に外部電極
14,16がそれぞれ形成されており、更に内部に左右
方向に沿って,すなわち厚み方向に積層して複数の内部
電極15(同図(A)にのみ図示)が形成されている。
内部電極15は、交互に外部電極14,16にそれぞれ
接続されている。そして、外部電極14,16に直流電
圧を印加することで、内部電極15の積層方向である矢
印FA方向に振動体12が分極される。なお、いずれか
一つの内部電極15に着目すると、その上下で電界の方
向が逆になるので、分極方向も逆となる。
First, as shown in FIG. 1B, the input-side piezoelectric section 10 has external electrodes 14 and 16 formed on both left and right ends of a plate-shaped vibrating body 12, respectively, and further has a horizontal inside. A plurality of internal electrodes 15 (illustrated only in FIG. 1A) are formed along, that is, stacked in the thickness direction.
The internal electrodes 15 are alternately connected to the external electrodes 14 and 16, respectively. Then, by applying a DC voltage to the external electrodes 14 and 16, the vibrating body 12 is polarized in the direction of the arrow FA that is the laminating direction of the internal electrodes 15. Focusing on any one of the internal electrodes 15, since the directions of the electric fields are reversed above and below the internal electrodes 15, the polarization directions are also reversed.

【0012】次に、出力側圧電部20は、同図(C)に
示すように、平板状の振動体22の左右両端に外部電極
24,26がそれぞれ形成された構成となっている。そ
して、これら外部電極24,26に直流電圧を印加する
ことで、矢印FD方向に振動体22が分極される。上述
した入力側圧電部10は、出力側圧電部20の上面中央
に接着剤などによって同図(A)に示すように結合され
る。図2には、結合状態の側面が示されている。
Next, as shown in FIG. 1C, the output-side piezoelectric section 20 has a configuration in which external electrodes 24 and 26 are formed on the left and right ends of a plate-shaped vibrator 22, respectively. Then, by applying a DC voltage to these external electrodes 24 and 26, the vibrating body 22 is polarized in the direction of arrow FD. The input-side piezoelectric section 10 described above is coupled to the center of the upper surface of the output-side piezoelectric section 20 by an adhesive or the like as shown in FIG. FIG. 2 shows the side surface in the connected state.

【0013】次に、本実施例の作用を説明する。入力側
圧電部10において、振動体12の共振周波数の交流電
圧18が外部電極14,16間に印加されると、電気機
械結合係数d31によって矢印FB方向に縦振動が生じ、
矢印FC方向に振動体12が伸縮する。これらの振動,
伸縮が振動体12,22の結合個所を通じて出力側圧電
部20に伝達されると、出力側では矢印FE方向に振動
体22の縦振動が生ずる。この振動方向FEは分極方向
FDと直交するため、振動体22が矢印FF方向に伸縮
するとともに、電気機械結合係数d33によって電圧28
が生成される。この電圧28は、電極24,26から取
り出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. When an AC voltage 18 having the resonance frequency of the vibrating body 12 is applied between the external electrodes 14 and 16 in the input-side piezoelectric section 10, longitudinal vibration occurs in the direction of arrow FB due to the electromechanical coupling coefficient d31.
The vibrating body 12 expands and contracts in the direction of arrow FC. These vibrations,
When the expansion and contraction is transmitted to the output side piezoelectric portion 20 through the connecting portion of the vibrating bodies 12 and 22, a longitudinal vibration of the vibrating body 22 occurs in the direction of arrow FE on the output side. Since the vibration direction FE is orthogonal to the polarization direction FD, the vibration body 22 expands and contracts in the direction of arrow FF, and the voltage 28
Is generated. This voltage 28 is extracted from the electrodes 24 and 26.

【0014】図2には、出力側圧電部20における振動
体22の振動の様子が示されている。交流電圧18が印
加されていない状態では、振動体22の中心は、一点鎖
線LAで示す位置にある。ここで、入力側圧電部10に
交流電圧18が印加されると、上下方向に振動体12が
振動する。他方、入力側の振動体12は出力側の振動体
22の中央部分に結合しており、出力側の振動体22の
両端が自由端となっているため、振動体22はいわゆる
自由振動することとなる。すなわち、振動体22は、そ
の中心LAが点線LB,LCで示すように振動する。こ
のように、本実施例では、振動体22が自由振動する。
このため、全長を「1」とすると、両端から「0.225」の
位置に振動の節,すなわち振幅ゼロのノード点PA,P
Bが存在する。従って、これらの位置PA,PBで振動
体22が支持される。
FIG. 2 shows a state of vibration of the vibrating body 22 in the output side piezoelectric section 20. In a state where the AC voltage 18 is not applied, the center of the vibrating body 22 is located at a position indicated by a chain line LA. Here, when an AC voltage 18 is applied to the input-side piezoelectric section 10, the vibrating body 12 vibrates in the vertical direction. On the other hand, the input-side vibrating body 12 is coupled to the central portion of the output-side vibrating body 22, and both ends of the output-side vibrating body 22 are free ends. Becomes That is, the vibrating body 22 vibrates as its center LA is indicated by the dotted lines LB and LC. Thus, in this embodiment, the vibrating body 22 freely vibrates.
Therefore, assuming that the total length is “1”, nodes of vibration, that is, node points PA and P of zero amplitude are located at positions “0.225” from both ends.
B exists. Therefore, the vibrating body 22 is supported at these positions PA and PB.

【0015】このように、本実施例によれば、振動体が
入力側と出力側で分割形成されており、それらを結合し
て圧電トランスが構成されている。このため、入力側と
出力側で別個に独立して分極を行うことができる。ま
た、電極の位置も同様に別個に独立して配置することが
できるので、配線を容易に行うことができる。振動体
は、いずれも自由振動であり、支持手段によって振動が
阻害されないので、良好な振動効率を得ることができ
る。
As described above, according to this embodiment, the vibrating body is formed separately on the input side and the output side, and these are combined to form a piezoelectric transformer. Therefore, polarization can be separately and independently performed on the input side and the output side. Similarly, the positions of the electrodes can be separately and independently arranged, so that the wiring can be easily performed. Each of the vibrators is free vibration, and the vibration is not hindered by the support means, so that good vibration efficiency can be obtained.

【0016】[0016]

【実施例2】次に、図3を参照しながら実施例2につい
て説明する。まず、同図(A)に示す例は、上述した入
力側圧電部10と同様の構成の他の入力側圧電部30
を、出力側圧電部20を挟んで入力側圧電部10と対称
に設けたものである。入力側圧電部10,30の振動体
12,32は、同一の方向に振動するように駆動され
る。すなわち、振動体12が図の上方に振動すれば振動
体32も図の上方に振動し、振動体12が図の下方に振
動すれば振動体32も図の下方に振動するという具合で
ある。このような同一方向の振動が得られるように、交
流電圧18,38の位相が調整されている。なお、交流
電圧18,38を同一位相とするかどうかは、振動体1
2,32の分極方向によって決まる。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. First, the example shown in FIG. 2A shows another input-side piezoelectric unit 30 having the same configuration as the input-side piezoelectric unit 10 described above.
Are provided symmetrically with the input-side piezoelectric unit 10 with the output-side piezoelectric unit 20 interposed therebetween. The vibrators 12, 32 of the input-side piezoelectric units 10, 30 are driven to vibrate in the same direction. That is, if the vibrating body 12 vibrates upward in the figure, the vibrating body 32 also vibrates upward in the figure, and if the vibrating body 12 vibrates downward in the figure, the vibrating body 32 also vibrates downward in the figure. The phases of the AC voltages 18, 38 are adjusted so that such vibrations in the same direction are obtained. Note that whether or not the AC voltages 18 and 38 have the same phase is determined by the vibrating body 1
It depends on 2, 32 polarization directions.

【0017】以上のような構成とすることで、図2に点
線LB,LCで示した自由振動が二つの入力側圧電部1
0,30によって倍の効率で行われるようになり、振幅
が増大して高い昇圧比を得ることができる。
With the above configuration, the free vibration shown by the dotted lines LB and LC in FIG.
With 0 and 30, the efficiency is doubled, the amplitude is increased and a high boost ratio can be obtained.

【0018】次に、図3(B)に示す実施例は、入力側
圧電部10,30の位置を変えて、出力側圧電部20を
二次モードで振動させるようにした例である。二次モー
ドの自由振動の場合の振幅変化は、同図(C)に示すよ
うになり、振動体22の中心及び両端近傍にノード点P
C,PD,PEが存在する。そして、この振動の腹の部
分に入力側圧電部10,30が配置されている。なお、
入力側圧電部10,30は、出力側圧電部20の表裏に
それぞれ設けられているが、もちろん同一面に両者を設
けてもよい。
Next, the embodiment shown in FIG. 3B is an example in which the positions of the input side piezoelectric units 10 and 30 are changed so that the output side piezoelectric unit 20 is vibrated in the secondary mode. The amplitude change in the case of the free vibration of the second mode is as shown in FIG.
C, PD, and PE exist. The input-side piezoelectric units 10 and 30 are arranged at the antinodes of the vibration. In addition,
Although the input-side piezoelectric units 10 and 30 are provided on the front and back of the output-side piezoelectric unit 20, respectively, it is a matter of course that both may be provided on the same surface.

【0019】この例では、入力側圧電部10,30の振
動体12,32は、反対の方向に振動するように駆動さ
れる。すなわち、振動体12が図の上方に振動すれば振
動体32は図の下方に振動し、振動体12が図の下方に
振動すれば振動体32は図の上方に振動するという具合
である。同図(A)の場合と比較して、交流電圧18,
38の位相をちょうど反対にすればよい。
In this example, the vibrating bodies 12, 32 of the input-side piezoelectric units 10, 30 are driven so as to vibrate in opposite directions. That is, if the vibrating body 12 vibrates upward in the figure, the vibrating body 32 vibrates downward in the figure, and if the vibrating body 12 vibrates downward in the figure, the vibrating body 32 vibrates upward in the figure. Compared with the case of FIG.
The phases of 38 may be just reversed.

【0020】同図(A)の例と(B)の例を比較すれば明
らかなように、入力側圧電部10,30の位置を変更し
て振動位相を調整するだけで、一次モード,二次モード
のいずれも振動モードも簡単に得ることができる。もち
ろん、三次以上の振動モードも可能である。このような
高次モードを利用すれば、高周波帯で駆動されるトラン
スを容易に実現することができる。振動体22をノード
点PC,PD,PEで支持する点は、前記実施例と同様
である。
As is clear from the comparison between the example shown in FIG. 2A and the example shown in FIG. 2B, only by changing the position of the input side piezoelectric units 10 and 30 to adjust the vibration phase, the primary mode and the secondary mode can be obtained. In any of the following modes, the vibration mode can be easily obtained. Of course, third and higher order vibration modes are also possible. If such a higher mode is used, a transformer driven in a high frequency band can be easily realized. The point that the vibrating body 22 is supported at the node points PC, PD, and PE is the same as in the above-described embodiment.

【0021】次に、同図(D)に示す例は、同図(B)に
示す二次モードの例を更に高効率化したものである。す
なわち、上述した入力側圧電部10と同様の構成の他の
入力側圧電部40,50を、出力側圧電部20を挟んで
入力側圧電部10,30と対称に設けたものである。入
力側圧電部10,40の振動体12,42は、同一の方
向に振動するように駆動される。すなわち、振動体12
が図の上方に振動すれば振動体42も図の上方に振動
し、振動体12が図の下方に振動すれば振動体42も図
の下方に振動するという具合である。同様に、入力側圧
電部30,50の振動体32,52は、同一の方向に振
動するように駆動される。すなわち、振動体32が図の
上方に振動すれば振動体52も図の上方に振動し、振動
体32が図の下方に振動すれば振動体52も図の下方に
振動するという具合である。
Next, the example shown in FIG. 3D is a further improvement in the efficiency of the example of the secondary mode shown in FIG. That is, the other input-side piezoelectric units 40 and 50 having the same configuration as the above-described input-side piezoelectric unit 10 are provided symmetrically with the input-side piezoelectric units 10 and 30 with the output-side piezoelectric unit 20 interposed therebetween. The vibrators 12, 42 of the input-side piezoelectric units 10, 40 are driven to vibrate in the same direction. That is, the vibrating body 12
Is vibrated upward in the figure, the vibrating body 42 also vibrates upward in the figure, and if the vibrating body 12 vibrates downward in the figure, the vibrating body 42 also vibrates downward in the figure. Similarly, the vibrators 32, 52 of the input-side piezoelectric units 30, 50 are driven to vibrate in the same direction. That is, if the vibrating body 32 vibrates upward in the figure, the vibrating body 52 also vibrates upward in the figure, and if the vibrating body 32 vibrates downward in the figure, the vibrating body 52 also vibrates downward in the figure.

【0022】更に、振動体10,40の組と、振動体3
0,50の組は、反対の方向に振動するように駆動され
る。すなわち、振動体12,42が図の上方に振動すれ
ば振動体32,52は図の下方に振動し、振動体12,
42が図の下方に振動すれば振動体32,52は図の上
方に振動するという具合である。この例では、同図
(C)に示した二次振動がより大きな振幅で行われるよ
うになり、同図(A)の例と同様に昇圧比の向上を図る
ことが可能となる。
Further, a set of the vibrating bodies 10 and 40 and the vibrating body 3
The set of 0,50 is driven to oscillate in the opposite direction. That is, if the vibrators 12, 42 vibrate upward in the figure, the vibrators 32, 52 vibrate downward in the figure, and the vibrators 12, 42
If 42 vibrates downward in the figure, the vibrators 32 and 52 vibrate upward in the figure. In this example, the secondary vibration shown in FIG. 7C is performed with a larger amplitude, and the boost ratio can be improved as in the example of FIG.

【0023】[0023]

【実施例3】次に、図4を参照しながら実施例3につい
て説明する。まず、同図(A)に示す例は、電極のリー
ド付けを工夫したものである。上述したように、振動体
は入力側,出力側いずれも自由振動となっているため、
外部電極は多少でも振動する部位にある。しかし、外部
へのリード線の引出しは、振動による断線及び振動の疎
外を避けるため、振動していない個所から行うと好都合
である。そこで、本実施例では、振動の節であるノード
点までリードパターンを形成し、ここから外部に引出す
ようにしたものである。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. First, in the example shown in FIG. 1A, the electrode lead is devised. As described above, since the vibrating body has free vibration on both the input side and the output side,
The external electrode is at a site that vibrates to some extent. However, in order to avoid disconnection due to vibration and alienation of the vibration, it is convenient to lead the lead wire to the outside from a place not vibrating. Therefore, in the present embodiment, a lead pattern is formed up to a node point which is a node of vibration, and is drawn out from this.

【0024】同図(A)において、入力側圧電部10の
外部電極14は、出力側圧電部20の振動体22の表面
22Aから側面22Bに至るリードパターン60によっ
てノード点PA付近に導かれている。位置側圧電部10
の他方の外部電極16も、同様に振動体22の表面22
Aから側面22Bに至るリードパターン62によってノ
ード点PA付近に導かれている。他方、出力側圧電部2
0の外部電極24,26は、振動体22の側面22B上
のリードパターン64,66によってノード点PA付近
に導かれている。
In FIG. 2A, the external electrode 14 of the input-side piezoelectric section 10 is guided near the node point PA by a lead pattern 60 extending from the surface 22A of the vibrating body 22 of the output-side piezoelectric section 20 to the side surface 22B. I have. Position side piezoelectric unit 10
Similarly, the other external electrode 16 also has a surface 22
It is guided near the node point PA by the lead pattern 62 from A to the side surface 22B. On the other hand, the output side piezoelectric unit 2
The zero external electrodes 24 and 26 are guided to the vicinity of the node point PA by the lead patterns 64 and 66 on the side surface 22B of the vibrating body 22.

【0025】このようなリードパターンを利用すると、
入出力用のリード線がノード点PA付近に集約され、振
動による断線が低減されて信頼性が向上し、振動の疎外
を低減でき、更には効率が上がる。なお、入力側圧電部
10の外部電極14,16とリードパターン60,62
との接続については、もし必要であれば、より線を用い
て両者を半田付けする,あるいは点線60A,60Bで
示すように複数個所で両者を接続するなどの工夫をすれ
ば、更に断線を防止できる。
Using such a lead pattern,
The input / output lead wires are concentrated near the node point PA, disconnection due to vibration is reduced, reliability is improved, alienation of vibration can be reduced, and efficiency is further improved. The external electrodes 14 and 16 of the input-side piezoelectric section 10 and the lead patterns 60 and 62
If necessary, further disconnection can be prevented by using a twisted wire and soldering them together, or connecting them at a plurality of locations as shown by dotted lines 60A and 60B. it can.

【0026】次に、同図(B)に示す例は、出力側圧電
部70の振動体72を、入力側圧電部10が取付けられ
る中心部分よりも両端部分を重くした例である。図示の
例では、側面から見たときに振動体72の両端がホーン
状に広がっており、その端部に外部電極74,76が形
成されている。なお、支持は、前記実施例と同様に振動
体72の振動のノード点で行う。この例によれば、振動
体72の両端が重いので、上下方向の振動に対する振幅
が増大し、大きな昇圧比を得ることができる。
Next, the example shown in FIG. 2B is an example in which the vibrating body 72 of the output-side piezoelectric section 70 is made heavier at both ends than at the center where the input-side piezoelectric section 10 is mounted. In the illustrated example, when viewed from the side, both ends of the vibrating body 72 are spread in a horn shape, and external electrodes 74 and 76 are formed at the ends. The supporting is performed at the node of the vibration of the vibrating body 72 as in the above embodiment. According to this example, since both ends of the vibrating body 72 are heavy, the amplitude with respect to the vertical vibration increases, and a large boosting ratio can be obtained.

【0027】[0027]

【他の実施例】この発明には数多くの実施の形態があ
り、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能で
ある。例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記実施例では、平板型の圧電トランスに対して
本発明を適用した場合を説明したが、例えば四角柱など
各種の振動体形状のものにも適用可能である。振動体の
電極の形状や配置,分極や振動の方向も、同様に必要に
応じて適宜設定してよい。
Other Embodiments There are many embodiments of the present invention, and various modifications can be made based on the above disclosure. For example, the following is also included. (1) In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a flat-plate type piezoelectric transformer has been described. However, the present invention can be applied to various types of vibrating bodies such as quadrangular prisms. Similarly, the shape and arrangement of the electrodes of the vibrating body, and the directions of polarization and vibration may be appropriately set as necessary.

【0028】(2)前記実施例では、入力側圧電部を積
層構造としたが、これは振動体の分極を容易にするとと
もに、昇圧比を高めるためであり、単層構造とすること
を妨げるものではない。逆に、出力側圧電部を積層構造
としてもよい。
(2) In the above embodiment, the input side piezoelectric portion has a laminated structure, but this is to facilitate the polarization of the vibrating body and to increase the boost ratio, which prevents a single layer structure. Not something. Conversely, the output side piezoelectric section may have a laminated structure.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力側と出力側の圧電部を別個に構成して結合すること
としたので、入力側と出力側における分極方向の設定や
支持位置の選択性の幅が広がり、設計の自由度の向上を
図ることができるとともに、各種の振動モードに容易に
対応できるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
Since the input side and output side piezoelectric parts are separately configured and coupled, the range of setting of the polarization direction and the selection of the support position on the input side and the output side are widened, and the design flexibility is improved. In addition to this, there is an effect that various vibration modes can be easily handled.

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

【図1】この発明の実施例1を示す図である。(A)は
斜視図,(B)は入力側の断面図,(C)は出力側の断面
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. (A) is a perspective view, (B) is a sectional view on the input side, and (C) is a sectional view on the output side.

【図2】実施例1の振動状態を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a vibration state of the first embodiment.

【図3】実施例2を示す図である。(A),(B),
(D)は正面図、(C)は振動振幅を示すグラフである。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment. (A), (B),
(D) is a front view, and (C) is a graph showing vibration amplitude.

【図4】実施例3を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,40,50…入力側圧電部 20,70…出力側圧電部 12,22,32,42,52,72…振動体 14,16,24,26…外部電極 15…内部電極 18,38…交流電圧 28…出力電圧 60,60A,60B,62,64,66…リードパタ
ーン FA,FD…分極方向 FB,FE…振動方向 FC,FF…伸縮方向 LA…静止時の振動体の中心 LB,LC…振動時の振動体の中心 PA,PB,PC,PD,PE…ノード点
10, 30, 40, 50 ... input side piezoelectric part 20, 70 ... output side piezoelectric part 12, 22, 32, 42, 52, 72 ... vibrating body 14, 16, 24, 26 ... external electrode 15 ... internal electrode 18, 38 AC voltage 28 Output voltage 60, 60A, 60B, 62, 64, 66 Lead pattern FA, FD Polarization direction FB, FE Vibration direction FC, FF Expansion / contraction LA LA Center of vibration body at rest LB , LC: Center of the vibrating body during vibration PA, PB, PC, PD, PE: Node point

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戒能 大助 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Daisuke Kaino 6-16-20 Ueno, Taito-ku, Tokyo Taiyo Denki Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分極が施された振動体に出力電圧を取り
出す電極が形成された第1の圧電部;分極が施された振
動体に入力側の電圧を印加する電極が形成されており、
前記第1の圧電部と独立して構成されて、前記第1の圧
電部の振動の腹の位置に結合された第2の圧電部;を備
えたことを特徴とする圧電トランス。
A first piezoelectric portion having an electrode for extracting an output voltage formed on a polarized vibrating body; an electrode for applying an input-side voltage to the polarized vibrating body;
A second piezoelectric unit configured independently of the first piezoelectric unit and coupled to a vibration antinode of the first piezoelectric unit;
【請求項2】 前記第2の圧電部を、前記第1の圧電部
の振動体を挟んで対称に配置したことを特徴とする請求
項1記載の圧電トランス。
2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the second piezoelectric section is symmetrically arranged with the vibrator of the first piezoelectric section interposed therebetween.
【請求項3】 前記第1の圧電部の振動体の表面に電極
を引き出すためのリードパターンを形成したことを特徴
とする請求項1又は2記載の圧電トランス。
3. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein a lead pattern for extracting an electrode is formed on a surface of the vibrating body of the first piezoelectric unit.
【請求項4】 第1の圧電部の振動体の両端を、中央部
分よりも重く形成したことを特徴とする請求項1,2又
は3記載の圧電トランス。
4. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein both ends of the vibrating body of the first piezoelectric portion are formed heavier than a central portion.
【請求項5】 前記第1の圧電部の振動体を、その自由
振動のノード点で支持したことを特徴とする請求項1,
2,3又は4記載の圧電トランス。
5. The vibrating body of the first piezoelectric unit is supported at a free vibration node point.
The piezoelectric transformer according to 2, 3, or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017057656A1 (en) * 2015-10-02 2018-08-02 株式会社村田製作所 Vibration device and tactile presentation device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017057656A1 (en) * 2015-10-02 2018-08-02 株式会社村田製作所 Vibration device and tactile presentation device
US10381545B2 (en) 2015-10-02 2019-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device and tactile presentation device

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