JPH11163431A - Multilayer piezoelectric transformer - Google Patents

Multilayer piezoelectric transformer

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JPH11163431A
JPH11163431A JP9322780A JP32278097A JPH11163431A JP H11163431 A JPH11163431 A JP H11163431A JP 9322780 A JP9322780 A JP 9322780A JP 32278097 A JP32278097 A JP 32278097A JP H11163431 A JPH11163431 A JP H11163431A
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JP
Japan
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piezoelectric transformer
interlayer
spiral
piezoelectric
electrode
Prior art date
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Application number
JP9322780A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Shimamura
純一 嶋村
Mamoru Sakamoto
守 坂本
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 層間剥離が生じにくく信頼性が高く、且つ突
入電流を減少させる誘導性リアクタンスを自身が有する
積層型圧電トランスを提供する。 【構成】 積層型圧電トランスは、積層体内部の薄板状
圧電体1a・・・の層間に挿入された層間駆動電極17
の形状が、平板状ではなく、3/4周以上のスパイラル
状の切り欠きKを有しており、該スパイラル状の切り欠
きKを有する層間駆動電極17・・をサンドイッチ状に
各々両側から挟む前記薄板状圧電体1a・・・の隣り合
うもの同士が前記切り込みK(電極の隙間である)で互
いに接合されて積層体の接合を強固にして層間剥離を防
止し、且つ前記切り欠きKを埋めて接合するセラミック
材が水分の積層体の駆動部中心への侵入を防ぐ壁とな
り、マイグレーションを防止し、さらにスパイラルパタ
ーンの前記層間駆動電極17・・が誘導性リアクタンス
となって突入電流を減少させる構造である。
(57) [Summary] [Object] To provide a multilayer piezoelectric transformer which has high reliability, in which delamination hardly occurs, and which has an inductive reactance for reducing an inrush current. The laminated piezoelectric transformer includes an interlayer drive electrode 17 inserted between layers of the thin plate-shaped piezoelectric bodies 1a... Inside the laminate.
Is not a flat plate, but has a spiral notch K of not less than 3/4 circumference, and sandwiches the interlayer drive electrodes 17 having the spiral notch K from both sides in a sandwich shape. Adjacent ones of the thin plate-like piezoelectric bodies 1a are joined to each other at the cuts K (which are gaps between the electrodes) to strengthen the bonding of the laminated body, prevent delamination, and remove the notches K. The ceramic material to be buried and joined serves as a wall for preventing the penetration of moisture into the center of the driving portion of the laminated body, preventing migration, and further reducing the inrush current due to the inductive reactance of the spiral driving pattern of the interlayer driving electrode 17. It is a structure to make it.

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】本発明は液晶パネルのバック
ライト照明用の放電灯点灯装置、複写機、オゾン発生器
等の高圧電源やDC−DCコンバータ等の電源装置に使
用される圧電トランスに関し、詳細には積層型圧電トラ
ンスの層間駆動電極の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric transformer used for a discharge lamp lighting device for backlighting a liquid crystal panel, a high voltage power supply such as a copying machine and an ozone generator and a power supply device such as a DC-DC converter. More specifically, the present invention relates to an improvement in an interlayer drive electrode of a multilayer piezoelectric transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電トランスの基本構造は、図4の斜視
図において、長方形の板状の圧電体(例えばチタン酸バ
リウムやジルコン酸チタン酸鉛(PZT)系の圧電セラ
ミックス材)の長手方向の一方に、厚み方向に対向する
一対の入力端子電極2a、2bを形成し、長手方向の他
方の端面に出力端子電極3を形成した構造であり、前記
圧電体1の入力端子電極を備える側を厚み方向(下矢
印)に分極し、発電部である出力側の圧電体を長手方向
(右矢印)に分極する構成である(ローゼン型圧電トラ
ンスと称される)。
2. Description of the Related Art The basic structure of a piezoelectric transformer is such that a rectangular plate-like piezoelectric material (for example, a barium titanate or lead zirconate titanate (PZT) -based piezoelectric ceramic material) in a longitudinal direction in a perspective view of FIG. On the other hand, a pair of input terminal electrodes 2a and 2b facing each other in the thickness direction is formed, and an output terminal electrode 3 is formed on the other end face in the longitudinal direction. It is configured to be polarized in the thickness direction (down arrow) and to polarize the output-side piezoelectric body, which is the power generation unit, in the longitudinal direction (right arrow) (referred to as a Rosen-type piezoelectric transformer).

【0003】そして、上記入力端子電極2a、2b間に
圧電体1の長手方向の形状で決まる固有共振周波数の入
力電圧を印加すると、圧電体1は電歪効果により長手方
向に機械的振動を起こし、他方側の出力端子電極3から
圧電効果で発生した交流高電圧が取り出されるのであ
る。
When an input voltage having a natural resonance frequency determined by the longitudinal shape of the piezoelectric body 1 is applied between the input terminal electrodes 2a and 2b, the piezoelectric body 1 causes mechanical vibration in the longitudinal direction due to an electrostrictive effect. The AC high voltage generated by the piezoelectric effect is extracted from the output terminal electrode 3 on the other side.

【0004】この圧電トランスの昇圧比は、圧電体1の
長手方向寸法や厚み寸法によって決まり、昇圧比は長手
寸法が大きいほど、また厚み寸法が小さいほど大きくな
る。しかしながら、製造上の問題や機械的強度の問題か
ら実用上十分な昇圧比を持った圧電トランスの実現は困
難であった。
The step-up ratio of the piezoelectric transformer is determined by the longitudinal dimension and the thickness of the piezoelectric body 1. The step-up ratio increases as the longitudinal dimension increases and as the thickness decreases. However, it has been difficult to realize a piezoelectric transformer having a practically sufficient step-up ratio due to a problem in manufacturing and a problem in mechanical strength.

【0005】そこで、上記問題を解決し、十分な昇圧比
を得るために、図4において、圧電体1を複数の薄板状
の圧電体1a、1b、1c、・・を重ねて積層構造とし
た積層型圧電トランスが考案された。この積層型圧電ト
ランスでは、入力端子電極2a、2bに加えて、積層さ
れた圧電体1a、1b、1c、・・と各圧電体の層間に
挿入された層間駆動電極7、5、8、6を交互に積層し
て各層の電極は一層おきに一対の入力端子電極2a、2
bの各々へ接続されている。即ち図4において層間駆動
電極7、8が入力端子電極2bに接続され、層間駆動電
極5、6が入力端子電極2aに接続されている。
In order to solve the above problem and obtain a sufficient boosting ratio, in FIG. 4, the piezoelectric body 1 has a laminated structure in which a plurality of thin plate-like piezoelectric bodies 1a, 1b, 1c,. A multilayer piezoelectric transformer has been devised. In this laminated piezoelectric transformer, in addition to the input terminal electrodes 2a, 2b, the laminated piezoelectric members 1a, 1b, 1c,... And the interlayer drive electrodes 7, 5, 8, 6 inserted between the layers of each piezoelectric member. Are alternately laminated, and the electrodes of each layer are alternately provided with a pair of input terminal electrodes 2a and 2a.
b. That is, in FIG. 4, the interlayer drive electrodes 7 and 8 are connected to the input terminal electrode 2b, and the interlayer drive electrodes 5 and 6 are connected to the input terminal electrode 2a.

【0006】このように圧電トランスを積層構造とする
ことにより、入力端子電極間の実質的な厚みを小さくで
きるので、小型でありながら実用上十分な高い昇圧比の
圧電トランスを得ることができるようになったのであ
る。
[0006] By forming the piezoelectric transformer in a laminated structure, the substantial thickness between the input terminal electrodes can be reduced, so that a small-sized piezoelectric transformer having a sufficiently high step-up ratio for practical use can be obtained. It became.

【0007】しかしながら、前記積層型圧電トランスに
おいては、長期間の使用による機械的振動や衝撃によ
り、積層構造内部での電極材と圧電セラミック材の接合
が弱くなり、層間剥離を起こして圧電トランスの特性が
劣化してしまうという問題点があった。
However, in the above-mentioned laminated piezoelectric transformer, the bonding between the electrode material and the piezoelectric ceramic material in the laminated structure is weakened due to mechanical vibration or shock due to long-term use, and delamination occurs, causing the piezoelectric transformer to be deflected. There is a problem that characteristics are deteriorated.

【0008】この点、特開平9−69657号公報に
は、上記層間剥離の問題点の解決のため、図5に示され
るように前記層間駆動電極として(a)のようなメッシ
ュ状とした層間駆動電極9や、(b)のようなストライ
プ状にした層間駆動電極10として、この層間駆動電極
9または10を挟む両側の圧電体が互いに接合する領域
(隙間)を増やして剥離しにくい構成とした積層型圧電
トランスが開示されている。
In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-69657 discloses that in order to solve the problem of delamination, as shown in FIG. As the drive electrode 9 or the interlayer drive electrode 10 in the form of a stripe as shown in FIG. 3B, the area (gap) where the piezoelectric bodies on both sides of the interlayer drive electrode 9 or 10 are joined to each other is increased so that they are difficult to peel off. The disclosed stacked piezoelectric transformer is disclosed.

【0009】また、積層型圧電トランスの第2の問題点
として、高温多湿状態で長時間使用されると、圧電体の
外周部分の層間剥離した一部分より水分が侵入して内部
に至りマイグレーションを起こすという問題点があっ
た。
As a second problem of the multilayer piezoelectric transformer, when it is used for a long time in a high-temperature and high-humidity state, moisture penetrates from the delaminated part of the outer peripheral portion of the piezoelectric body and reaches the inside to cause migration. There was a problem.

【0010】一方、一般的に圧電トランスは、その共振
周波数に一致した単一周波数成分の急峻でない丸みを帯
びた電圧波形(例えば正弦波入力電圧)で駆動した時が
最も変換効率が高く、駆動部の入力静電容量に流れ込む
突入電流は可及的に少ないほうが望ましい。この点、従
来は上記入力電極側への突入電流を低減する方策とし
て、圧電トランスの駆動回路と入力電極との間にコンデ
ンサやインダクタ素子を挿入する等の策が採られてい
る。
On the other hand, a piezoelectric transformer generally has the highest conversion efficiency when driven by a non-steep rounded voltage waveform (for example, a sine wave input voltage) having a single frequency component corresponding to its resonance frequency. It is desirable that the inrush current flowing into the input capacitance of the section be as small as possible. In this regard, conventionally, as a measure for reducing the rush current to the input electrode side, a measure such as inserting a capacitor or an inductor element between the drive circuit of the piezoelectric transformer and the input electrode has been adopted.

【0011】なお、最近になって図6の斜視図に示され
るような、圧電体1に対して入力端子電極12a、12
bや層間駆動電極(図示略)を自身がインダクタを成す
蛇行パターンDとした圧電トランスが特開平9−162
456号公報に開示された。
It should be noted that recently, as shown in the perspective view of FIG.
Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9-162 discloses a piezoelectric transformer having a meandering pattern D in which an electrode b and an interlayer drive electrode (not shown) form an inductor.
No. 456.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、層間剥
離の問題に関しては、前記メッシュ状やストライプ状に
した層間駆動電極9、10を用いる手段では、圧電体で
あるセラミック材の接合される部分(即ち、電極の切り
欠き部分)が小さな複数の分離された接合部分で構成さ
れるので、圧電体駆動部分の中心部への水分の侵入に対
しては弱い構造である(畢竟、水分が圧電体の外周の僅
かの層間剥離部分から細い網目状ないし櫛状となってい
る層間駆動電極9、10を伝って直ぐに駆動部分の中心
部に到達してしまう)。
However, with respect to the problem of delamination, the means using the mesh-like or stripe-like interlayer drive electrodes 9 and 10 requires a portion where the ceramic material as the piezoelectric material is bonded (that is, the portion where the ceramic material is bonded). , The notch portion of the electrode) is composed of a plurality of small joined portions, so that the structure is weak against the invasion of moisture into the center of the piezoelectric body driving portion (after all, the moisture is formed by the piezoelectric body). The center portion of the driving portion is reached immediately from the slight delamination portion on the outer periphery through the thin mesh-like or comb-like interlayer driving electrodes 9 and 10).

【0013】また、突入電流対策については、電源装置
の部品点数や実装面積を抑える意味からも、圧電トラン
ス自身に突入電流対策が予めなされていることが望まし
いことは勿論であるが、入力端子電極や層間駆動電極を
自身がインダクタを成す蛇行パターンとする前記手段で
は、誘導性リアクタンスがあまり大きく取れず、有効な
手段とは言えない。層間駆動電極のパターンが積層した
圧電体全体で数ターン程度のインダクタでは十分でない
のである。
In order to reduce the number of components and the mounting area of the power supply device, it is desirable that the piezoelectric transformer itself be provided with a measure against the rush current. In the above-described means in which the interlayer drive electrode itself forms a meandering pattern forming an inductor, inductive reactance is not so large, and cannot be said to be an effective means. An inductor of about several turns is not sufficient for the entire piezoelectric body in which the patterns of the interlayer drive electrodes are stacked.

【0014】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、積層型圧電トランスにおいて、層間剥離が発生
しにくい層間駆動電極のパターンを工夫するとともに、
同時に入力側の電極パターン自身に十分な誘導性リアク
タンスを持たせた積層型圧電トランスを実現することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and in the multilayer piezoelectric transformer, while devising a pattern of an interlayer drive electrode in which delamination hardly occurs,
At the same time, it is an object of the present invention to realize a laminated piezoelectric transformer in which the input electrode pattern itself has a sufficient inductive reactance.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、 (1)複数の薄板状圧電体を重ね合わせた積層体と、前
記積層体の駆動部に当たる外表面上の互いに異なる位置
に対向して形成された一対の入力端子電極と、前記積層
体の発電部に形成された出力端子電極と、前記一対の入
力端子電極の各一方に導電接続されるとともに前記積層
体の内部の層間に交互に対向するように挿入された層間
駆動電極と、を備える積層型圧電トランスにおいて、前
記入力端子電極の一つに導電接続された層間駆動電極の
少なくとも1つが3/4周以上のスパイラル状の切り欠
きを有するとともに該層間駆動電極を両側から挟む前記
薄板状圧電体同士が前記層間駆動電極の切り込みで接合
されていることを特徴とする積層型圧電トランスを提供
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides: (1) a laminated body in which a plurality of thin plate-shaped piezoelectric bodies are superimposed, and a different laminated body on an outer surface corresponding to a driving portion of the laminated body. A pair of input terminal electrodes formed facing the position, an output terminal electrode formed in a power generation unit of the laminate, and an inside of the laminate that is conductively connected to one of the pair of input terminal electrodes. And at least one of the interlayer drive electrodes conductively connected to one of the input terminal electrodes has a length of at least 3/4 turn. A laminated piezoelectric transformer having a spiral cutout, wherein the thin plate-shaped piezoelectric bodies sandwiching the interlayer drive electrode from both sides are joined by cutting the interlayer drive electrode. .

【0016】(2)また、スパイラル状の切り欠きを2
つ以上の複数のブロックに分割して形成したことを特徴
とする上記(1)に記載の積層型圧電トランスを提供す
る。
(2) The spiral cutout is
The multilayer piezoelectric transformer according to the above (1), which is formed by being divided into one or more blocks, is provided.

【0017】(3)また、スパイラル状の切り欠きを有
する層間駆動電極の切り欠きのスパイラルパターンの間
隙が、圧電体の外周に近い領域で太く、中央領域に近い
ほど間隔が細いことを特徴とする上記(1)または
(2)に記載の積層型圧電トランスを提供する。
(3) The gap of the spiral pattern of the cutout of the interlayer drive electrode having the spiral cutout is thicker in a region near the outer periphery of the piezoelectric body, and the gap is narrower in a region closer to the center region. To provide a multilayer piezoelectric transformer according to the above (1) or (2).

【0018】(4)さらに、入力端子電極の形状をスパ
イラル状の切り欠きを有する層間駆動電極と同形とした
ことを特徴とする上記(1)または(2)または(3)
に記載の積層型圧電トランスを提供する。
(4) The above (1), (2) or (3), wherein the shape of the input terminal electrode is the same as that of the interlayer drive electrode having a spiral cutout.
The present invention provides a multilayer piezoelectric transformer described in (1).

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下の図面
に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the following drawings.

【0020】図1は本発明に係わる積層型圧電トランス
における層間駆動電極の実施の形態を説明するための平
面図である。
FIG. 1 is a plan view for explaining an embodiment of an interlayer drive electrode in a multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【0021】図2は本発明に係わる積層型圧電トランス
の駆動部の断面構造を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining the cross-sectional structure of the drive section of the multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【0022】図3は本発明に係わる積層型圧電トランス
における層間駆動電極の他の実施の形態を説明するため
の平面図である。
FIG. 3 is a plan view for explaining another embodiment of the interlayer drive electrode in the multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【0023】先ず、本発明の積層型圧電トランスの外観
は、前述の図4に示される積層型圧電トランスと変わる
ところはない。即ち、複数の薄板状圧電体1a、1b、
1c、1d、1eを重ね合わせた積層体と、前記積層体
の駆動部Aに当たる外表面上の互いに異なる位置に対向
して形成された一対の入力端子電極2a、2bと、前記
積層体の発電部Bに形成された出力端子電極3と、前記
一対の入力端子電極2a、2bの各一方に導電接続され
るとともに前記積層体の内部の層間に交互に対向するよ
うに挿入された層間駆動電極と、を備える構造は従来と
同様である。
First, the appearance of the multilayer piezoelectric transformer of the present invention is the same as that of the multilayer piezoelectric transformer shown in FIG. That is, the plurality of thin plate-shaped piezoelectric bodies 1a, 1b,
1c, 1d, and 1e, and a pair of input terminal electrodes 2a and 2b formed at opposite positions on an outer surface corresponding to a driving unit A of the laminate to face each other; An output terminal electrode 3 formed in the portion B and an interlayer drive electrode which is conductively connected to one of the pair of input terminal electrodes 2a and 2b and is inserted between layers inside the laminate so as to be alternately opposed to each other. Is the same as the conventional one.

【0024】しかしながら、前記積層体内部の薄板状圧
電体1a、1b、1c・・の層間に挿入された上記層間
駆動電極の形状が、少なくとも1つは(望ましくは全部
であり、以後これを前提とする)平板状ではなく、例え
ば図1の平面図に示されるように、層間駆動電極17
が、3/4周以上(図では3周)のスパイラル状の切り
欠きKを有しており、図2の断面図に示されるように、
該スパイラル状の切り欠きKを有する層間駆動電極1
5、16、17、18をサンドイッチ状に各々両側から
挟む前記薄板状圧電体1a、1b、1c、1d、1eの
隣り合うもの同士が前記層間駆動電極15、16、1
7、18の切り込みK(電極の隙間である)で互いに接
合されている構造を特徴とする。
However, at least one (preferably all) of the interlayer driving electrodes inserted between the thin plate-like piezoelectric bodies 1a, 1b, 1c,... It is not a flat plate, for example, as shown in the plan view of FIG.
Has a spiral notch K of 、 3 or more (three in the figure), and as shown in the sectional view of FIG.
Interlayer drive electrode 1 having spiral cutout K
Adjacent ones of the thin plate-like piezoelectric members 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e sandwiching 5, 16, 17, 18 in a sandwich shape from both sides are sandwiched between the interlayer drive electrodes 15, 16, 1
It is characterized in that it is joined to each other at cuts 7 and 18 (which are gaps between electrodes).

【0025】即ち、上記層間駆動電極を両側から挟んだ
薄板状圧電体1a、1b、1c、1d、1eのセラミッ
ク材同士は熱圧着によって積層体を形成する際に、前記
層間駆動電極のスパイラル状の切り欠きKを埋めるよう
に互いに接合することになるのである。当然ながら、こ
の場合の圧電材で埋められた切り欠きKの領域部分は途
切れることなく一つにつながっている。
That is, when forming the laminated body by thermocompression bonding, the ceramic materials of the thin plate-like piezoelectric bodies 1a, 1b, 1c, 1d and 1e sandwiching the interlayer drive electrode from both sides are formed in a spiral shape. Are joined together so as to fill the notch K. Of course, in this case, the area of the notch K filled with the piezoelectric material is connected without interruption.

【0026】上記積層型圧電トランスの構造によって、
層間駆動電極15、16、17、18が入力端子電極2
a、2bと同様な面一の平板の場合(両側の薄板状圧電
体同士の接合部分が駆動部の外周部分のみである)に比
べて層間剥離が起きにくいことは明らかであろう。
According to the structure of the laminated piezoelectric transformer,
The interlayer drive electrodes 15, 16, 17, 18 are the input terminal electrodes 2
It will be apparent that delamination is less likely to occur than in the case of a flat plate similar to a and 2b (the joint between the thin plate-like piezoelectric members on both sides is only the outer peripheral portion of the drive unit).

【0027】また、前記図5のようなメッシュ状やスト
ライプ状にした層間駆動電極9、10と比べると、スパ
イラル状になった層間駆動電極が一本につながって外周
から中心に向かって長い距離をぐるぐると回るスパイラ
ル構造なので、水分がこの電極を伝って中心部分へ侵入
する恐れが極めて小さい。畢竟、圧電セラミック材で埋
められた切り欠き部分Kは途切れることなく一つにつな
がっていて該切り欠きKを埋めるセラミック材が中心に
向かう水分の壁となっているのである。結果として、マ
イグレーションの進行に対して強い構造となる。
Further, compared to the mesh-like or stripe-like interlayer drive electrodes 9 and 10 shown in FIG. 5, the spiral-like interlayer drive electrodes are connected to one and have a longer distance from the outer periphery toward the center. Because of the spiral structure that turns around, there is very little risk that moisture will penetrate through the electrode and enter the center. At the end, the cutout portions K filled with the piezoelectric ceramic material are continuously connected to one another, and the ceramic material filling the cutout K serves as a water wall toward the center. As a result, the structure is strong against the progress of the migration.

【0028】さらに、本発明では、図1に示されるよう
に、層間剥離の起き易い圧電体の外周に近い部分では、
層間駆動電極パターンの切り欠きKの幅d1(電極の間
隙)を大きくして圧電セラミック材の接合部の面積を増
やし、駆動部の中央部に近づくに従い層間駆動電極パタ
ーンの切り欠きKの幅d3を小さく(圧電セラミック材
の接合部の面積を小さく)するという構造(図1におい
てd1>d2>d3)となっていて、特に層間剥離の発
生し易い圧電トランスの駆動部の外周部分での層間剥離
に対する強度を上げるとともに、駆動部の中央部分の電
極の導体抵抗を低く抑えて変換効率の低下を防止してい
る。
Further, according to the present invention, as shown in FIG. 1, at the portion near the outer periphery of the piezoelectric body where delamination is likely to occur,
The width d1 (gap between the electrodes) of the cutout K of the interlayer drive electrode pattern is increased to increase the area of the joining portion of the piezoelectric ceramic material, and the width d3 of the cutout K of the interlayer drive electrode pattern becomes closer to the center of the drive unit. (D1>d2> d3 in FIG. 1), and the interlayer at the outer peripheral portion of the driving portion of the piezoelectric transformer in which delamination is likely to occur. In addition to increasing the strength against peeling, the conductor resistance of the electrode at the center of the drive unit is kept low to prevent a decrease in conversion efficiency.

【0029】また、上記層間駆動電極15、16、1
7、18に形成されたスパイラル状の切り欠きK(換言
すればぐるぐると回る渦巻き状の切り欠きであって、そ
の周形状は円形でも矩形でもよい)は逆に見れば、前記
層間駆動電極が一本につながった導電体がスパイラル状
のコイルパターンとなっていることと同義である。した
がって、層間駆動電極自身が誘導性リアクタンスを有す
ることになり、積層型圧電トランスの駆動部の入力静電
容量に流れ込む突入電流を軽減する作用を前記層間駆動
電極が有することになる。結果として、矩形波のような
急峻な立ち上がりを有する波形で駆動しても変換効率が
低下しなくなる。
The interlayer drive electrodes 15, 16, 1
The spiral cutouts K (in other words, the spiral cutouts, which can be circular or rectangular in circumference) formed in the layers 7 and 18 can be seen from the contrary, the interlayer drive electrode is This is synonymous with the fact that one connected conductor forms a spiral coil pattern. Therefore, the interlayer drive electrode itself has inductive reactance, and the interlayer drive electrode has an action of reducing an inrush current flowing into the input capacitance of the drive unit of the multilayer piezoelectric transformer. As a result, the conversion efficiency does not decrease even when driven by a waveform having a sharp rise such as a rectangular wave.

【0030】次に、上記層間駆動電極のスパイラル状の
パターンは図3のようにスパイラル状の切り欠きを2つ
以上の複数のブロックK1、K2に分割して形成したこ
とを特徴とする。逆に見ればこの構成は層間駆動電極の
パターンを連続するスパイラル状のブロック27a、2
7bに分けた(但し一本につながっている)ことを意味
する。上記のような構成でも前述と同様の効果が得られ
ることは勿論であろう。特に細長い積層体の場合には上
記スパイラルパターンを2つ以上の複数ブロックに分け
ることが有効である。
Next, as shown in FIG. 3, the spiral pattern of the interlayer drive electrode is formed by dividing a spiral cut into two or more blocks K1 and K2. Conversely, this configuration is a spiral block 27a, 2
7b (but connected to one). It goes without saying that the same effect as described above can be obtained with the above configuration. In particular, in the case of an elongated laminate, it is effective to divide the spiral pattern into two or more blocks.

【0031】さらに、上記層間駆動電極にスパイラル状
の切り欠きKを施すことは、敷延すれば、入力端子電極
2a、2b自身の形状にもスパイラル状の切り欠きを設
けてもよいことが分かる。つまり入力端子電極2a、2
b層間駆動電極と同形とするのである。この構造は元よ
り誘導性リアクタンスをさらに大きく取れる構造といえ
る。
Further, it is understood that the spiral cutouts K may be formed on the interlayer drive electrodes so that the input terminal electrodes 2a and 2b may have spiral cutouts if they are extended. . That is, the input terminal electrodes 2a, 2
It has the same shape as the b-layer drive electrode. This structure can be said to be a structure capable of obtaining an even larger inductive reactance.

【0032】なお、上記積層体の薄板状圧電体1a、1
b、・・の層数には制限なく、所定の外形寸法で所望の
昇圧比を得るため適宜設計されるべきである。
The laminated piezoelectric members 1a, 1a
The number of layers b,... is not limited and should be appropriately designed in order to obtain a desired step-up ratio with a predetermined external dimension.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の積層型圧電トランスは上記の如
く構成されているため、 (1)層間駆動電極がスパイラル状の切り欠きを有して
いるので、両面を挟む薄板状圧電体の接合が強固となっ
て層間剥離が起きにくいという効果を奏する。
The multilayer piezoelectric transformer of the present invention is configured as described above. (1) Since the interlayer drive electrode has a spiral cutout, a thin plate-like piezoelectric body sandwiching both sides is joined. Has an effect that the delamination hardly occurs.

【0034】(2)また、スパイラル状の切り欠きの部
分を埋めて接合したセラミック材が壁となって水分の侵
入を防止し、その結果、マイグレーションが生じにくい
という効果を奏する。
(2) In addition, the ceramic material joined by filling the spiral cut-out portion serves as a wall to prevent moisture from entering, and as a result, there is an effect that migration hardly occurs.

【0035】(3) また、層間駆動電極及び入力端子
電極のスパイラルパターンは自身が誘導性リアクタンス
を有するので、矩形波入力の突入電流を減少させて、変
換効率が向上するという効果を奏する。
(3) Further, since the spiral pattern of the interlayer drive electrode and the input terminal electrode has inductive reactance itself, the rush current of the rectangular wave input is reduced, and the conversion efficiency is improved.

【0036】(4)さらに、スパイラル状の切り欠きの
幅が、層間剥離の起き易い圧電体の外周に近い部分で大
きくして圧電セラミック材の接合部の面積を増やし、駆
動部の中央部に近づくに従い幅を小さくした構造なの
で、層間剥離に対する強度が上がるとともに同時に変換
効率の低下を防止するという効果を奏する。
(4) Further, the width of the spiral notch is increased at a portion near the outer periphery of the piezoelectric body where delamination is likely to occur, so that the area of the joining portion of the piezoelectric ceramic material is increased, and the width of the spiral notch is increased at the center of the driving portion. Since the structure is reduced in width as approaching, it has the effect of increasing the strength against delamination and at the same time preventing the conversion efficiency from decreasing.

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

【図1】本発明に係わる積層型圧電トランスにおける層
間駆動電極の実施の形態を説明するための平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view illustrating an embodiment of an interlayer drive electrode in a multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【図2】本発明に係わる積層型圧電トランスの駆動部の
断面構造を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining a cross-sectional structure of a driving unit of the multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【図3】本発明に係わる積層型圧電トランスにおける層
間駆動電極の他の実施の形態を説明するための平面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view for explaining another embodiment of the interlayer drive electrode in the multilayer piezoelectric transformer according to the present invention.

【図4】従来の圧電トランスの構造を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional piezoelectric transformer.

【図5】従来の積層型圧電トランスにおける層間駆動電
極を表す斜視図であり、(a)はメッシュ型、(b)は
ストライプ型である。
5A and 5B are perspective views showing interlayer drive electrodes in a conventional multilayer piezoelectric transformer, wherein FIG. 5A is a mesh type and FIG. 5B is a stripe type.

【図6】インダクタを成す蛇行パターンを有する入力端
子電極を備えた従来の圧電トランスの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a conventional piezoelectric transformer having an input terminal electrode having a meandering pattern forming an inductor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電体 1a、1b、1c、1d、1e 薄板状の圧電体 2a、2b、12a、12b 入力端子電極 3 出力端子電極 5、6、7、8、9、10、15、16、17、18
層間駆動電極 27a、27b 層間駆動電極のスパイラルパター
ンのブロック A 駆動部 B 発電部 D 蛇行パターン d1、d2、d3 切り欠きの幅 K、K1、K2 スパイラル状の切り欠き
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric body 1a, 1b, 1c, 1d, 1e Thin plate-shaped piezoelectric body 2a, 2b, 12a, 12b Input terminal electrode 3 Output terminal electrode 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 16, 17, 18
Interlayer drive electrode 27a, 27b Block of spiral pattern of interlayer drive electrode A Drive section B Power generation section D Meandering pattern d1, d2, d3 Notch width K, K1, K2 Spiral notch

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の薄板状圧電体を重ね合わせた積層体
と、前記積層体の駆動部に当たる外表面上の互いに異な
る位置に対向して形成された一対の入力端子電極と、前
記積層体の発電部に形成された出力端子電極と、前記一
対の入力端子電極の各一方に導電接続されるとともに前
記積層体の内部の層間に交互に対向するように挿入され
た層間駆動電極と、を備える積層型圧電トランスにおい
て、前記入力端子電極の一つに導電接続された層間駆動
電極の少なくとも1つが3/4周以上のスパイラル状の
切り欠きを有するとともに該層間駆動電極を両側から挟
む前記薄板状圧電体同士が前記層間駆動電極の切り込み
で接合されていることを特徴とする積層型圧電トラン
ス。
1. A laminated body in which a plurality of thin plate-shaped piezoelectric bodies are superimposed, a pair of input terminal electrodes formed opposite to each other on an outer surface corresponding to a driving unit of the laminated body, and the laminated body. An output terminal electrode formed in the power generation unit of the above, and an interlayer drive electrode which is conductively connected to each one of the pair of input terminal electrodes and is inserted between the inner layers of the stacked body so as to alternately face each other. In the laminated piezoelectric transformer provided, at least one of the interlayer drive electrodes conductively connected to one of the input terminal electrodes has a spiral cutout of 3/4 or more, and the thin plate sandwiching the interlayer drive electrode from both sides Wherein the plurality of piezoelectric members are joined to each other by cutting the interlayer drive electrode.
【請求項2】スパイラル状の切り欠きを2つ以上の複数
のブロックに分割して形成したことを特徴とする請求項
1に記載の積層型圧電トランス。
2. The multilayer piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the spiral cutout is formed by dividing it into two or more blocks.
【請求項3】スパイラル状の切り欠きを有する層間駆動
電極の切り欠きのスパイラルパターンの間隙が、圧電体
の外周に近い領域で太く、中央領域に近いほど間隔が細
いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積
層型圧電トランス。
3. The gap of the spiral pattern of the cutout of the interlayer drive electrode having a spiral cutout is thicker in a region near the outer periphery of the piezoelectric body and narrower in a region closer to the center region. The multilayer piezoelectric transformer according to claim 1 or 2.
【請求項4】入力端子電極の形状をスパイラル状の切り
欠きを有する層間駆動電極と同形としたことを特徴とす
る請求項1または請求項2または請求項3に記載の積層
型圧電トランス。
4. The multilayer piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the shape of the input terminal electrode is the same as that of the interlayer drive electrode having a spiral cutout.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1085584A3 (en) * 1999-09-20 2004-04-21 Denso Corporation Piezoelectric multilayer element with integrated inductor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1085584A3 (en) * 1999-09-20 2004-04-21 Denso Corporation Piezoelectric multilayer element with integrated inductor

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