JPH10135530A - Piezoelectric transformer - Google Patents

Piezoelectric transformer

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Publication number
JPH10135530A
JPH10135530A JP8304078A JP30407896A JPH10135530A JP H10135530 A JPH10135530 A JP H10135530A JP 8304078 A JP8304078 A JP 8304078A JP 30407896 A JP30407896 A JP 30407896A JP H10135530 A JPH10135530 A JP H10135530A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating body
piezoelectric transformer
electrodes
electrode
polarization
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8304078A
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP8304078A priority Critical patent/JPH10135530A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電トランスを良好に支持してリード線の取
り出しを容易に行う。 【解決手段】 振動体22は、振動体22の長さ方向の
端面22A,22Bが、ベース34,36の固定部3
8,40によって固定されている。FA,FB方向に分
極された振動体10の共振周波数の交流電圧30が電極
24,26間に印加されると、電気機械結合係数d31に
よってFC方向に縦振動が生じ、FD方向に振動体22
が伸縮する。これらの振動,伸縮が二次側に伝達される
ため、二次側ではFE方向に縦振動が生じ、FF方向に
振動体22が伸縮する。このため、伸縮方向と分極方向
が一致し、電気機械結合係数d33によって電圧32が生
成されて電極28から取り出される。電極24,26,
28のリード線は、いずれも固定端から取り出される。
(57) [Problem] To easily take out a lead wire by favorably supporting a piezoelectric transformer. SOLUTION: A vibrating body 22 has an end face 22A, 22B in the longitudinal direction of the vibrating body 22, and a fixing portion 3 of a base 34, 36.
8, 40 fixed. When an AC voltage 30 having a resonance frequency of the vibrating body 10 polarized in the FA and FB directions is applied between the electrodes 24 and 26, a longitudinal vibration occurs in the FC direction due to the electromechanical coupling coefficient d31, and the vibrating body 22 in the FD direction.
Expands and contracts. Since these vibrations and expansion and contraction are transmitted to the secondary side, longitudinal vibration occurs in the FE direction on the secondary side, and the vibrating body 22 expands and contracts in the FF direction. Therefore, the direction of expansion and contraction coincides with the direction of polarization, and a voltage 32 is generated by the electromechanical coupling coefficient d33 to be extracted from the electrode 28. Electrodes 24, 26,
All 28 lead wires are taken out from the fixed end.

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、その支持手法の改良に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer, and more particularly, to an improvement in a supporting method thereof.

【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号公報に
は、圧電セラミック円板を積層することによって500
kHz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),P9〜16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
駆動する用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 Unexamined Patent Publication No. Hei 4-167504 discloses a method of laminating piezoelectric ceramic disks.
A piezoelectric ceramic transformer operating at or above kHz is disclosed. IEICE technical report PE92-68 (1993-
02), pp. 25-31, consider an equivalent circuit of a thickness longitudinal vibration type piezoelectric transformer. Technical report PE93-19 (1993-07), P51 ~
No. 55 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), pages 9 to 16, disclose a laminated integrated sintering type piezoelectric transformer capable of obtaining a large boost ratio. The technical report US95-22, EMD95-18, CPM95-30 (1993-02), pages 17 to 21 include piezoelectrics for cold-cathode tubes that are driven at twice the power supply voltage using a full-bridge circuit. A transformer is disclosed.

【0004】ところで、これら圧電トランスは、圧電材
料によって形成された振動体の機械振動を妨げないよう
に、振動モードによって決まる振動の節,つまり振幅が
「0」のノード点で支持される。図7(A)には、ローゼ
ン型の圧電トランスが示されており、板状の振動体10
の左側の上下(又は表裏)面には電極12,14がそれ
ぞれ形成されており、右側の端面には電極16が形成さ
れている。振動体10の分極方向は、それぞれ矢印で示
す方向であり、左側では上下方向,右側では左右方向と
なっている。1次モードの振動振幅は同図(B)に示す
ようになり、ノード点は中心PCである。従って、振動
体10の振動を阻害しないためには、中心PCのみで振
動体10を支持しなければならない。更に、電極12〜
16からのリード線の取り出しは、振動している部位か
ら行わなければならないという不都合がある。特に、右
側の電極16からの取り出しは、最も振幅の大きい個所
から行わなければならない。
[0004] Incidentally, these piezoelectric transformers are supported at nodes of vibration determined by the vibration mode, that is, at node points having an amplitude of "0" so as not to hinder the mechanical vibration of the vibrating body formed of the piezoelectric material. FIG. 7A shows a Rosen-type piezoelectric transformer, and a plate-shaped vibrating body 10 is provided.
The electrodes 12 and 14 are respectively formed on the upper and lower (or front and back) surfaces on the left side of the figure, and the electrode 16 is formed on the right side end face. The polarization directions of the vibrating body 10 are directions indicated by arrows, respectively, that is, a vertical direction on the left side and a horizontal direction on the right side. The vibration amplitude of the first mode is as shown in FIG. 4B, and the node point is the center PC. Therefore, in order not to hinder the vibration of the vibrating body 10, the vibrating body 10 must be supported only by the center PC. Further, the electrodes 12 to
There is an inconvenience that the lead wire must be taken out from the vibrating part. In particular, extraction from the right electrode 16 must be performed from the position where the amplitude is the largest.

【0005】本発明は、このような点に着目したもの
で、圧電トランスを良好に支持するとともに、リード線
の取り出しを容易に行うことをその目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of such a point, and it is an object of the present invention to satisfactorily support a piezoelectric transformer and easily take out a lead wire.

【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、所定の分極が施された振動体の一次側
の電極に電圧を印加して振動体を機械振動させ、この振
動によって二次側の電極に生ずる電圧を取り出す圧電ト
ランスにおいて、前記振動体を、その長さ方向の端部で
固定する固定手段を備えたことを特徴とする。前記固定
手段は、例えば、前記振動体の端面,稜線,頂部の少な
くとも一つに接して、振動体を固定するとともに、一次
側と二次側の分極境界における応力を分散する手段が設
けられる。例えば密度の異なるシートによる積層構造と
したり、振動体表面に傷や皮膜を形成したり、積層シー
ト中のポア含有量の調整が行われる。更に、前記固定手
段の少なくとも一つには、一方の電極に対する引出手
段,例えば引出用穴,引出用導体が形成される。あるい
は固定手段が導体で形成される。主要な態様によれば、
固定手段は外封ケースと兼用される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of applying a voltage to a primary electrode of a vibrating body having a predetermined polarization to mechanically vibrate the vibrating body. In a piezoelectric transformer for extracting a voltage generated at a secondary electrode, a fixing means for fixing the vibrating body at an end in a longitudinal direction thereof is provided. The fixing means is provided, for example, with means for fixing the vibrating body in contact with at least one of an end face, a ridgeline, and a top of the vibrating body, and dispersing stress at a polarization boundary between the primary side and the secondary side. For example, a laminated structure of sheets having different densities, a scratch or a film is formed on the surface of the vibrating body, or the pore content in the laminated sheet is adjusted. Further, at least one of the fixing means is provided with a drawing means for one electrode, for example, a drawing hole and a drawing conductor. Alternatively, the fixing means is formed of a conductor. According to the main aspect,
The fixing means is also used as the outer case.

【0007】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。
[0007] The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【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.

【0009】[0009]

【実施例1】最初に、図1〜図4を参照しながら実施例
1について説明する。図1には、よく知られているロー
ゼン型の圧電トランスに本発明を適用した場合の断面が
示されている。同図において、圧電トランス20は、平
板形状の振動体22を中心に構成されており、左側の上
下面にそれぞれ電極24,26が形成されている。ま
た、右側の端面には、電極28が形成されている。圧電
体22は、電極24,26の間の部分では矢印FAで示
す厚み方向に分極されており、電極24,26から電極
28に至る部分では矢印FBで示す長さ方向に分極され
ている。
First Embodiment First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cross section when the present invention is applied to a well-known Rosen type piezoelectric transformer. In the figure, a piezoelectric transformer 20 is configured around a plate-shaped vibrator 22, and electrodes 24 and 26 are formed on the upper and lower surfaces on the left side, respectively. An electrode 28 is formed on the right end surface. The piezoelectric body 22 is polarized in a thickness direction indicated by an arrow FA at a portion between the electrodes 24 and 26, and is polarized in a length direction indicated by an arrow FB at a portion from the electrodes 24 and 26 to the electrode 28.

【0010】昇圧トランスとして使用する場合は、電極
24,26側が一次側,電極28側が二次側となる。振
動体10の共振周波数の交流電圧30は、電極24,2
6間に印加される。すると、電気機械結合係数d31によ
って矢印FC方向に縦振動が生じ、矢印FD方向に振動
体22が伸縮する。これらの振動,伸縮が二次側に伝達
されるため、二次側では矢印FE方向に縦振動が生じ、
矢印FF方向に振動体22が伸縮する。このため、伸縮
方向と分極方向が一致し、電気機械結合係数d33によっ
て電圧32が生成されて電極28から取り出される。
When used as a step-up transformer, the electrodes 24 and 26 are the primary side, and the electrode 28 is the secondary side. The AC voltage 30 at the resonance frequency of the vibrating body 10 is
6 is applied. Then, a longitudinal vibration occurs in the direction of arrow FC due to the electromechanical coupling coefficient d31, and the vibrating body 22 expands and contracts in the direction of arrow FD. Since these vibrations and expansion and contraction are transmitted to the secondary side, a longitudinal vibration occurs in the direction of arrow FE on the secondary side,
The vibrating body 22 expands and contracts in the direction of arrow FF. Therefore, the direction of expansion and contraction coincides with the direction of polarization, and a voltage 32 is generated by the electromechanical coupling coefficient d33 to be extracted from the electrode 28.

【0011】ところで、本実施例では、振動体22の両
端が固定されている。すなわち、振動体22の長さ方向
の端面22A,22Bが、固定用のベース34,36の
固定部38,40によって固定されている。このとき、
接着剤を使用してもよい。なお、端面22B側には電極
28が設けられているため、この電極28を介して固定
部40で固定されている。
In this embodiment, both ends of the vibrating body 22 are fixed. That is, the end faces 22A, 22B in the longitudinal direction of the vibrating body 22 are fixed by the fixing portions 38, 40 of the fixing bases 34, 36. At this time,
An adhesive may be used. Since the electrode 28 is provided on the end face 22B side, it is fixed by the fixing portion 40 via the electrode 28.

【0012】図2には、固定部の各種の例が示されてい
る。まず、同図(A)に示す例は、紡錘型の突起42に
よって固定部が形成されている。同図(B)に示す例
は、円柱状の突起44によって固定部が形成されてい
る。突起44は、振動体22の幅方向(図1の紙面垂直
方向)に二つ設けられている。同図(C)に示す例は、
四角柱状の突起46によって固定部が形成されている。
突起46は、振動体22の幅方向に沿って形成されてい
る。同図(D)に示す例は、振動体22の厚みに相当す
る幅の四角柱状の突起48によって固定部が形成されて
いる。すなわち、振動体22の端面の全体にわたって突
起48と接して固定されるようになっている。
FIG. 2 shows various examples of the fixing portion. First, in the example shown in FIG. 1A, a fixed portion is formed by a spindle-shaped projection 42. In the example shown in FIG. 6B, a fixing portion is formed by a columnar projection 44. Two protrusions 44 are provided in the width direction of the vibrating body 22 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1). The example shown in FIG.
A fixed portion is formed by the quadrangular columnar projection 46.
The protrusion 46 is formed along the width direction of the vibrating body 22. In the example shown in FIG. 4D, a fixed portion is formed by a quadrangular prism-shaped projection 48 having a width corresponding to the thickness of the vibrating body 22. That is, the vibrator 22 is fixed in contact with the protrusion 48 over the entire end face.

【0013】図3には、固定部の更に別の例が示されて
いる。図2の例は凸形状の固定部の例であるが、この図
3の例は凹形状の固定部の例である。同図(A)に示す
例は、振動体22の端部形状に沿った角柱状の凹み50
によって固定部が形成されている。固定状態では、同図
(B)に断面を示すように、凹み50の底面50Aが振
動体22の端面22A,22Bに当接して固定される。
なお、振動体22の端面22B側には電極28が形成さ
れているので、ベース36側に引出用穴36Aを設け、
これを利用してリード線の引出しが行われる。引出用穴
の代わりに引出用導体を埋め込むようにしてもよいし、
ベース36全体を導体としてもよい。他の固定部の例に
ついても同様である。
FIG. 3 shows still another example of the fixing portion. The example of FIG. 2 is an example of a convex fixing portion, while the example of FIG. 3 is an example of a concave fixing portion. The example shown in FIG. 3A shows a prismatic recess 50 along the end shape of the vibrating body 22.
A fixing portion is formed by the above. In the fixed state, the bottom surface 50A of the recess 50 abuts against the end surfaces 22A and 22B of the vibrating body 22 and is fixed, as shown in the cross section in FIG.
Since the electrode 28 is formed on the end face 22B side of the vibrating body 22, an extraction hole 36A is provided on the base 36 side.
The lead wire is drawn out using this. A conductor for extraction may be embedded instead of the hole for extraction,
The entire base 36 may be a conductor. The same applies to other examples of the fixing portion.

【0014】次に、図3(C)に示す例は、円柱状の凹
み52によって固定部が形成されている。上述した図2
及び図3(A)の例は、いずれも振動体22の端面22
A,22Bに接して固定するが、この図3(C)の例
は、振動体22の端部の稜線に接して固定するようにな
っている。固定状態では、同図(D)に断面を示すよう
に、凹み52の周面が振動体22の端面稜線に接して固
定される。凹みを円弧状にすれば、振動体22の端面頂
部に接して固定することもできる。
Next, in the example shown in FIG. 3 (C), a fixing portion is formed by a columnar recess 52. FIG. 2 described above
3A, the end face 22 of the vibrating body 22
A and 22B are fixed in contact with each other. In the example of FIG. 3C, the vibrator 22 is fixed in contact with the edge of the end of the vibrating body 22. In the fixed state, the peripheral surface of the recess 52 is fixed in contact with the edge of the end face of the vibrating body 22 as shown in the cross section in FIG. If the recess is formed in an arc shape, it can be fixed in contact with the top of the end face of the vibrating body 22.

【0015】以上の例に示すように、本実施例によれ
ば、振動体はその端面で固定される。従って、上述した
背景技術にあるような振動の節(ノード点)で固定する
構造となっていないため、支持の位置決めを精度よく行
うなどの必要がない。また、端面支持であるから、支持
構造も簡便であり、支持部と外封ケースとを兼用するこ
とも可能である。図4には、その一例が示されており、
外封ケース54の側面側がベース34,36となってい
る。すなわち、外封ケース54によって振動体22の支
持と収納が行われている。
As shown in the above example, according to this embodiment, the vibrating body is fixed at its end face. Therefore, since the structure is not fixed at the nodes of vibration (node points) as in the above-described background art, it is not necessary to accurately position the support. In addition, since the end surface is supported, the support structure is simple, and the support portion and the outer casing can be used together. FIG. 4 shows an example thereof.
The sides of the outer casing 54 serve as bases 34 and 36. That is, the vibrating body 22 is supported and stored by the outer casing 54.

【0016】外封ケース54下部からは、リード端子5
6,58,59が突出しており、このまま基板などにマ
ウントできる構成(いわゆるSMDに対応)となってい
る。防水などの点からも好都合である。電極24,26
は、リード線24A,26Aによってリード端子56,
58にそれぞれ接続されており、電極28は、リード線
28Aによってリード端子59に接続されている。
From the lower part of the outer case 54, the lead terminals 5
6, 58, 59 are protruding, and can be mounted on a substrate or the like as they are (corresponding to a so-called SMD). It is also advantageous in terms of waterproofing. Electrodes 24, 26
Are connected to the lead terminals 56 by the lead wires 24A and 26A.
The electrode 28 is connected to a lead terminal 59 by a lead wire 28A.

【0017】このように、本実施例によれば、振動体2
2の両端が固定されているので、この固定部位からリー
ド線24A,26A,28Aを取り出すことができる。
また、振動体22は、両端固定の状態で振動するので、
振動の振幅を大きくとることができ、電力容量の増大を
図ることが可能となる。また、外封ケース54の一部に
穴もしくは窓を形成して、振動モードの微調整などの調
整作業を行うようにしてもよい。
As described above, according to the present embodiment, the vibrating body 2
Since both ends are fixed, the lead wires 24A, 26A, 28A can be taken out from this fixed portion.
Further, since the vibrating body 22 vibrates in a state where both ends are fixed,
The amplitude of the vibration can be increased, and the power capacity can be increased. Alternatively, a hole or a window may be formed in a part of the outer casing 54 to perform an adjustment operation such as fine adjustment of the vibration mode.

【0018】次に、図5を参照しながら、更に他の変形
例について説明する。同図に示すものは、いずれも分極
を容易にするための電極構造としたもので、振動体の両
端を固定支持する点については、前記実施例と同様であ
る。まず、同図(A)の圧電トランス60は、電極2
4,26を振動体22の左右の中央に形成するととも
に、振動体22の両端に電極62,64を形成したもの
である。すなわち、図1の電極28が、本実施例では電
極62,64に相当し、両電極から出力電圧32が得ら
れる。分極は、電極24,26と電極62,64に対し
てそれぞれ直流電圧を印加することで行われ、分極方向
は矢印FB1,FB2で示す方向である。振動体22の
長さ(左右方向)が同じでも、図1の例と比較して、電
極24,26から電極62,64に至る距離が短くなる
ため、分極を容易に行うことができる。
Next, still another modification will be described with reference to FIG. Each of the drawings has an electrode structure for facilitating polarization, and is similar to the previous embodiment in that both ends of the vibrator are fixedly supported. First, the piezoelectric transformer 60 shown in FIG.
4 and 26 are formed at the left and right centers of the vibrating body 22, and electrodes 62 and 64 are formed at both ends of the vibrating body 22. That is, the electrode 28 in FIG. 1 corresponds to the electrodes 62 and 64 in this embodiment, and the output voltage 32 is obtained from both electrodes. The polarization is performed by applying a DC voltage to the electrodes 24 and 26 and the electrodes 62 and 64, respectively, and the polarization direction is a direction indicated by arrows FB1 and FB2. Even when the vibrating body 22 has the same length (left-right direction), the distance from the electrodes 24 and 26 to the electrodes 62 and 64 is shorter than in the example of FIG. 1, so that the polarization can be easily performed.

【0019】図5(B)に示す圧電トランス66では、
電極24,26の位置は図1の例と同様であるが、電極
24,26から端面の電極28に至る部分に、分極用電
極68が適宜の間隔で積層形成されており、交互に引出
電極70,72に接続されている。引出電極70,72
間に直流電圧を印加することで、振動体22の電極2
4,26から電極28に至る部分の分極が行われる。分
極用電極68の間隔が狭いので、分極を容易に行うこと
ができる。
In the piezoelectric transformer 66 shown in FIG.
The positions of the electrodes 24 and 26 are the same as in the example of FIG. 1, except that the polarizing electrodes 68 are laminated at appropriate intervals in a portion from the electrodes 24 and 26 to the electrode 28 on the end face, and the extraction electrodes are alternately formed. 70 and 72 are connected. Extraction electrodes 70, 72
By applying a DC voltage in between, the electrode 2 of the vibrating body 22
Polarization of the portion from 4, 26 to the electrode 28 is performed. Since the interval between the polarization electrodes 68 is narrow, polarization can be easily performed.

【0020】同図(C)に示す圧電トランス74は、同
図(B)に示す例の電極24,26間に分極用電極76
を適宜の間隔で積層形成したもので、分極用電極76は
振動体22の側面で交互に電極24,26に接続されて
いる。この例によれば、電極24,26間の振動体部分
における電極間隔も狭くなるので、入力側,出力側のい
ずれにおいても分極を容易に行うことができる。なお、
分極用電極76の向きは、分極用電極68と同様であっ
てもよい。入力側を積層構造とすることで、昇圧比を高
くすることができる。
The piezoelectric transformer 74 shown in FIG. 3C is provided between the electrodes 24 and 26 of the example shown in FIG.
Are laminated at appropriate intervals, and the polarization electrodes 76 are alternately connected to the electrodes 24 and 26 on the side surfaces of the vibrating body 22. According to this example, since the electrode interval in the vibrating body portion between the electrodes 24 and 26 also becomes narrow, polarization can be easily performed on both the input side and the output side. In addition,
The direction of the polarization electrode 76 may be the same as that of the polarization electrode 68. When the input side has a laminated structure, the boost ratio can be increased.

【0021】[0021]

【実施例2】次に、図6を参照しながら、本発明の実施
例2について説明する。上述したように、実施例1によ
れば振動体の端面が固定されるが、この状態で振動体が
振動すると、分極の境界部分で最も応力が大きくなり、
この個所で振動体が破損する可能性が高くなる。以下の
実施例は、このような不都合を改善するためのものであ
る。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As described above, according to the first embodiment, the end face of the vibrating body is fixed. However, when the vibrating body vibrates in this state, the stress becomes the largest at the boundary of polarization,
There is a high possibility that the vibrating body will be damaged at this point. The following example is for improving such inconvenience.

【0022】まず、図6(A)に示す例は、振動体80
を圧電セラミックスなどのシートで積層形成したもので
ある。積層の際に、密度の異なるシート,例えばドクタ
ーシート82と押出しシート84を交互に積層して圧
着,焼成し、振動体80を得る。そして、この振動体8
0に電極24,26,28がそれぞれ形成される。この
ような積層構造とすることで、破損個所である分極境界
の位置PAにおける応力が分散され、信頼性が向上す
る。
First, the example shown in FIG.
Are laminated with sheets of piezoelectric ceramics or the like. At the time of lamination, sheets having different densities, for example, a doctor sheet 82 and an extruded sheet 84 are alternately laminated, pressed and fired to obtain a vibrating body 80. And this vibrating body 8
The electrodes 24, 26, and 28 are formed at 0, respectively. With such a laminated structure, stress at the position PA of the polarization boundary, which is a breakage point, is dispersed, and the reliability is improved.

【0023】次に、同図(B)に示す例は、上述した振
動体22の位置PAを避けた適宜の位置に、意図的に傷
86を形成したものである。傷86は、振動体22の上
下面の少なくとも一方(又は両面に対称)に形成され
る。あるいは、振動体22の全幅(紙面垂直方向)に渡
って形成してもよいし、一部に形成してもよい。また、
必要に応じて複数個所に形成してもよい。傷86の深さ
は、例えば1〜100μm程度とする。このような傷を
形成すると、応力が傷86に集中するようになり、相対
的に位置PAにおける応力集中が緩和されるようになっ
て、振動体の破壊をまぬがれることが可能となる。
Next, in the example shown in FIG. 3B, a flaw 86 is intentionally formed at an appropriate position avoiding the position PA of the vibrating body 22 described above. The scratches 86 are formed on at least one of the upper and lower surfaces of the vibrating body 22 (or on both sides). Alternatively, it may be formed over the entire width (perpendicular to the paper surface) of the vibrating body 22 or may be formed partially. Also,
If necessary, it may be formed at a plurality of locations. The depth of the scratch 86 is, for example, about 1 to 100 μm. When such a flaw is formed, the stress concentrates on the flaw 86, and the stress concentration at the position PA is relatively alleviated, so that the vibrator can be prevented from being broken.

【0024】次に、同図(C)に示す例は、振動体22
の上下表面のうち、電極24,26が形成されていない
部分に皮膜88を形成したものである。皮膜88として
は、例えば有機アルコキシド,SiO2,TiO2,Al
23,ZrO2などが用いられる。このような皮膜88
を形成することで応力が分散され、位置PAにおける振
動体の破損が防止される。
Next, the example shown in FIG.
A film 88 is formed on portions of the upper and lower surfaces where the electrodes 24 and 26 are not formed. As the film 88, for example, an organic alkoxide, SiO 2 , TiO 2 , Al
2 O 3 , ZrO 2 and the like are used. Such a coating 88
Is formed, stress is dispersed, and breakage of the vibrating body at the position PA is prevented.

【0025】次に、同図(D)に示す例は、(A)と同様
に振動体90を積層構造としたものであるが、その上下
面のシート92,94のガラス含有量が他のシートより
も多くなっている。このようにすることで、シート9
2,94中に形成されるポア(穴)の数が中間部分のシ
ートよりも少なくなる。すなわち、振動体90の表面部
分は、内部よりもポアの数が少ない状態,例えば10%
程度少ない構造となっている。振動体中のポアは、振動
時の応力を緩和する作用を奏するが、これが振動体表面
で少ないため、結果的に応力が分散されるようになる。
Next, in the example shown in FIG. 2D, the vibrating body 90 has a laminated structure as in the case of FIG. 2A, but the upper and lower sheets 92, 94 have different glass contents. There are more than sheets. By doing so, the sheet 9
The number of pores (holes) formed in 2, 94 is smaller than in the middle sheet. That is, the surface portion of the vibrating body 90 has a smaller number of pores than the inside, for example, 10%.
It has a small structure. The pores in the vibrating body have an effect of relieving the stress at the time of vibration. However, since the pores are small on the surface of the vibrating body, the stress is dispersed as a result.

【0026】[0026]

【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。また、い
ずれを一次側(入力側)あるいは二次側(出力側)とす
るかは、昇圧,降圧の必要性に応じて設定される。 (2)固定部の形状や寸法も、振動体端面で固定すると
いう趣旨の範囲内で種々設計変更が可能である。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。 (3)振動体の両端を、少し動くように固定してもよ
い。例えば、固定材としてシリコンゴムなどの弾性を有
する材料を使用したり、あるいはスピーカのような構造
で支持するようにする。このようにすると、外部振動の
影響を受けにくくなるという利点がある。
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. Which one is the primary side (input side) or the secondary side (output side) is set according to the necessity of step-up and step-down. (2) The design and shape of the fixing portion can be variously changed within the scope of fixing at the end face of the vibrating body. 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. (3) Both ends of the vibrator may be fixed so as to move slightly. For example, an elastic material such as silicon rubber is used as the fixing material, or the fixing member is supported by a structure like a speaker. This has the advantage of being less susceptible to external vibrations.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1)振動体の両端を固定することとしたので、精度を
要求されることなく簡便に振動体を支持することがで
き、また、リード線の取り出しも容易に行うことができ
る。 (2)振動の応力を分散する手段を設けたので、振動体
の破壊を良好に防止することができる。
As described above, the present invention has the following effects. (1) Since both ends of the vibrating body are fixed, the vibrating body can be easily supported without requiring precision, and the lead wires can be easily taken out. (2) Since the means for dispersing the vibration stress is provided, it is possible to favorably prevent the vibrator from being broken.

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

【図1】この発明の実施例1を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment 1 of the present invention.

【図2】実施例1の固定部の形状を示す主要部の斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of a main part showing a shape of a fixing part according to the first embodiment.

【図3】実施例1の固定部の他の形状を示す主要部の斜
視図と断面図である。
FIG. 3 is a perspective view and a cross-sectional view of a main part showing another shape of the fixing part of the first embodiment.

【図4】実施例1のケース収納状態の一例を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating an example of a case storage state according to the first embodiment.

【図5】実施例1の他の振動体の構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of another vibrating body according to the first embodiment.

【図6】この発明の実施例2の主要部を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.

【図7】ローゼン型圧電トランスの構成と振幅の一例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration and amplitude of a Rosen-type piezoelectric transformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,60,66,74…圧電トランス 22,80,90…振動体 24,26,28,62,64…電極 30…交流電圧 32…出力電圧 34,36…ベース 36A…引出し穴 38,40…固定部 42,44,46,48…突起 50,52…凹み 50A…底 54…外封ケース 56,58,59…リード端子 68,76…分極用電極 70,72…引出電極 82,84,92,94…シート 86…傷 88…皮膜 FA,FB…分極方向 FC,FE…振動方向 FD,FF…伸縮方向 20, 60, 66, 74 Piezoelectric transformer 22, 80, 90 Vibrator 24, 26, 28, 62, 64 Electrode 30 AC voltage 32 Output voltage 34, 36 Base 36A Extraction hole 38, 40 Fixing portions 42, 44, 46, 48 Projections 50, 52 Depressions 50A Bottom 54 Enclosure case 56, 58, 59 Lead terminals 68, 76 Polarizing electrodes 70, 72 Extraction electrodes 82, 84, 92 , 94 ... Sheet 86 ... Scratch 88 ... Film FA, FB ... Polarization direction FC, FE ... Vibration direction FD, FF ... Extension / contraction direction

───────────────────────────────────────────────────── 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】 所定の分極が施された振動体の一次側の
電極に電圧を印加して振動体を機械振動させ、この振動
によって二次側の電極に生ずる電圧を取り出す圧電トラ
ンスにおいて、 前記振動体を、その長さ方向の端部で固定する固定手段
を備えたことを特徴とする圧電トランス。
A piezoelectric transformer for applying a voltage to a primary electrode of a vibrating body having a predetermined polarization to mechanically vibrate the vibrating body and taking out a voltage generated at a secondary electrode by the vibration. A piezoelectric transformer comprising fixing means for fixing a vibrating body at its longitudinal end.
【請求項2】 前記固定手段は、前記振動体の端面,稜
線,頂部の少なくとも一つに接して、振動体を固定する
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 said fixing means fixes the vibrating body in contact with at least one of an end face, a ridge line, and a top of the vibrating body.
【請求項3】 前記振動体は、一次側と二次側の分極境
界における応力を分散する手段を備えたことを特徴とす
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 the vibrating body includes means for dispersing a stress at a polarization boundary between the primary side and the secondary side.
【請求項4】 前記固定手段の少なくとも一つが、一方
の電極に対する引出手段を備え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 at least one of the fixing means includes a drawing means for one of the electrodes.
【請求項5】 前記固定手段が、前記振動体の外封ケー
スを兼用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 fixing device according to claim 1, wherein the fixing means also serves as an outer casing of the vibrating body.
The described piezoelectric transformer.
JP8304078A 1996-10-30 1996-10-30 Piezoelectric transformer Withdrawn JPH10135530A (en)

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