(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々に矩形板状をなす圧電セラミックスと内部電極とを交互に重ね合わせて全体を矩形板状の積層体とし、前記積層体の長手方向の一外端面に形成した外部電極を前記積層体の外側に露出する前記内部電極の外端部に接続させて、前記内部電極及び前記外部電極を前記圧電セラミックスにて生成された電圧を出力するための２次側電極として利用する圧電トランスにおいて、
前記内部電極は、前記一外端面にて前記外部電極に接続される外端部から前記積層体の内部に向けて部分的に窪んだ形状を有することを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】
個々に矩形板状をなす圧電セラミックスと内部電極とを交互に重ね合わせて全体を矩形板状に形成され、前記内部電極が前記圧電セラミックスにて生成された電圧を出力するための２次側電極として利用される積層体と、
前記積層体の重ね合わせ方向に沿う前記積層体の長手方向の一外端面に形成され、前記一外端面にて前記積層体の外側に露出する前記内部電極の外端部と接続されて前記２次側電極として利用される外部電極と、
前記内部電極のうち前記外部電極と接続される外端部から前記積層体の内部に向かって延び、前記内部電極と前記外部電極との接続を部分的に回避する接続回避部とを備えたことを特徴とする圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電セラミックスと内部電極とを交互に重ね合わせた構造を有する圧電トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧電トランスに関する先行技術として、圧電セラミックスと内部電極とを積層させ、各内部電極を外部に設けた外部電極によって接続するタイプの圧電トランスが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術では、内部電極の内端部を外部電極から露出しない位置とすることで、分極工程で高電圧を印加する際に内端部に電界が集中するのを抑え、内端部から放電が発生するのを防止している。これにより、所望の分極を行って圧電トランスの生産性を向上し、かつ製品の信頼性をも向上することができる。
【特許文献１】特開２００６−１５６７３２号公報（第３頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の圧電セラミックスでは、その製造過程において例えばグリーンシート上に内部電極となる金属ペーストを印刷し、これを複数枚に重ね合わせた状態で焼成及びダイシングして積層体を形成している。このとき、内部電極を形成するために必要な金属ペーストの使用量は、積層体における重ね合わせ数（積層数）に応じて増加するため、その分の材料原価が製品１つあたりの製造コストに大きく反映されてしまう。
【０００４】
そこで本発明は、積層体の形成に必要な材料の使用量を削減して製造コストの上昇を抑える技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、圧電セラミックスと内部電極とを交互に重ね合わせて積層体とし、この積層体の外面に形成した外部電極を内部電極に接続させた圧電トランスである。さらに本発明は、その内部電極が積層体の外面にて外部電極に接続される外端部から積層体の内部に向けて部分的に窪んだ形状を有することで上記の課題を解決する。
【０００６】
本発明によれば、内部電極が部分的に窪んだ形状を有するため、１層あたりの内部電極が占める範囲（又は領域、面積）は窪みの部分だけ減少する。これを積層体の全体でみると、内部電極の形成に必要な金属の使用量は大幅に削減されるため、それだけ製造コストの上昇を有効に抑えることができる。なお、この場合でも窪みの部分以外では内部電極が外部電極と接続しているため、通常の分極工程で電界をかければ、所望の分極を実現することができる。
【０００７】
また本発明は、別途独立の構成を有することで上記の課題を解決することができる。すなわち本発明の圧電トランスは、圧電セラミックスと内部電極とを交互に重ね合わせて形成された積層体と、この積層体の重ね合わせ方向に沿う外面に形成され、この外面にて積層体の外側に露出する内部電極の外端部と接続される外部電極と、内部電極のうち外部電極と接続される外端部から積層体の内部に向かって延び、内部電極と外部電極との接続を部分的に回避する接続回避部とを備えていてもよい。
【０００８】
上記の構成においても、積層体内で１層あたりの内部電極が占める範囲（又は領域、面積）は接続回避部の範囲だけ減少する。したがって、積層体全体として内部電極の形成に必要な金属の使用量が大幅に削減され、それだけ製造コストの上昇を有効に抑えることができる。また、この場合でも接続回避部以外では内部電極が外部電極と接続しているため、通常の分極工程で電界をかければ、所望の分極を実現することができる。
【０００９】
なお、一般的に圧電セラミックスの積層体では、その外面に露出した内部電極と外部電極とが直に接触している部分よりも、圧電セラミックスの素体に外部電極が接触している部分の方が高い半田づけ強度を有することが知られている。そこで本発明では、窪みの部分又は接続回避部にて内部電極と外部電極との直接的な接続（接触）を回避し、積層体の外面で圧電セラミックスの素体と外部電極とが接触する部分を確保することで、製品としての高い半田づけ強度を確保することに寄与する。
【００１０】
なお内部電極及び外部電極は、圧電セラミックスにて生成された電圧を出力するための２次側電極として利用される態様が好ましい。この場合、一次側に比較して高電圧となる２次側の外部電極の半田づけ強度を充分に確保することができるため、例えば２次側の外部電極に配線を半田づけして圧電トランスを作動させた場合であっても、製品としての信頼性を長期間にわたり保証することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製品に必要な材料の使用量を削減してコストの上昇を抑えるとともに、製品としての信頼性や耐久性を大きく向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は、一実施形態の圧電トランス１００を示す斜視図である。この圧電トランス１００は、１次側となる駆動部１００ａと、２次側となる発電部１００ｂとを備えている。駆動部１００ａ及び発電部１００ｂは、いずれもシート状の圧電セラミックス１０２を複数枚に重ね合わせて構成されている。また圧電セラミックス１０２の間には、膜状の１次側内部電極１０４及び２次側内部電極１０６が設けられている。このうち１次側内部電極１０４は駆動部１００ａ内に配置されており、また、２次側内部電極１０６は発電部１００ｂ内の一端部に配置されている。圧電トランス１００の厚み方向でみると、圧電セラミックス１０２と各内部電極１０４，１０６とは交互に重なり合い、これにより積層体１０１が形成されている。
【００１４】
また積層体１０１には、１次側外部電極１０８及び２次側外部電極１１０がそれぞれ形成されている。このうち１次側外部電極１０８は、駆動部１００ａの外側端面に設けられており、また２次側外部電極１１０は、発電部１００ｂの外端面に設けられている。なお図１には、手前側の１次側外部電極１０８のみが示されているが、１次側外部電極１０８は図示しない奧側の外側端面にも対をなして形成されている。
【００１５】
図２は、積層体１０１を構成する個々（１枚ごと）の圧電セラミックス１０２を示す水平断面図（図１中II−II断面）である。積層体１０１内には、図２中（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示される圧電セラミックス１０２が交互に重ね合わされている。
【００１６】
１次側内部電極１０４は圧電セラミックス１０２の幅方向（長手方向と直交する方向）で互い違いに配置されており、個々の１次側内部電極１０４は、幅方向の両側で一対をなす１次側外部電極１０８のいずれか一方に接続されている。
【００１７】
また２次側内部電極１０６は、圧電セラミックス１０２の表面上で長手方向の一端部に形成されている。そして２次側内部電極１０６は、圧電セラミックス１０２の一端部（積層体１０１の外端面）から内側に向かって矩形状に窪んだ形状を有しており、この窪みの部分が接続回避部１１２として形成されている。２次側内部電極１０６は、その接続回避部１１２では２次側外部電極１１０に接続されていない。
【００１８】
このように、第１実施形態では２次側内部電極１０６が部分的に窪んだ形状を有しているため、その分、１層あたりの金属ペーストの使用量が少なく抑えられている。したがって、圧電セラミックス１０２を複数枚に重ね合わせて積層体１０１を形成したときに、全体としての金属ペーストの使用量は大幅に削減されるため、それだけ原料コストを低く抑えることができる。
【００１９】
また２次側外部電極１１０に対して配線を半田付けする場合、２次側内部電極１０６と接続している箇所を避け、例えば幅方向で中央の接続回避部１１２に対応する位置で半田付けを行うことにより、高い半田づけ強度を確保することができる。
【００２０】
図３は、圧電トランス１００の第２〜第４実施形態を示した図である。以下、各実施形態について説明する。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図３中（Ａ）：第２実施形態では、２次側内部電極１０６に半円形状の接続回避部１１２が形成されている点が第１実施形態と異なる。その他の構成については第１実施形態と同様とすることができる。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図３中（Ｂ）：第３実施形態では、２次側内部電極１０６に台形状の接続回避部１１２が形成されている点が第１，第２実施形態と異なっている。その他の構成については第１，第２実施形態と同様である。
【００２３】
〔第４実施形態〕
図３中（Ｃ）：第４実施形態では、２次側内部電極１０６全体が円弧形状に形成されており、その内側部分に半円形状の接続回避部１１２が形成されている点が第１〜第３実施形態と異なる。その他の構成については第１〜第３実施形態と同様とすることができる。
【００２４】
以上の第２〜第４実施形態においても、全体として金属ペーストの使用量が大幅に削減されるため、それだけ原料コストを低く抑えることができる。また、２次側外部電極１１０に対してそれぞれ接続回避部１１２に対応する位置で半田付けを行うことにより、高い半田づけ強度を確保することができる。
【００２５】
本発明は上述した各実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、２次側内部電極１０６や接続回避部１１２の形状は各実施形態で例示したものに限らず、各種の形状を適宜採用することができる。
【００２６】
また、各実施形態では２次側内部電極１０６を部分的に窪んだ形状としているが、１次側内部電極１０４を部分的に窪んだ形状としてもよい。
【００２７】
その他、各実施形態において図示とともに挙げた構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態の圧電トランスを示す斜視図である。
【図２】１枚ごとの圧電セラミックスを示す水平断面図（図１中II−II断面）である。
【図３】圧電トランスの第２〜第４実施形態を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００    圧電トランス
１０１    積層体
１０２    圧電セラミックス
１０４    １次側内部電極
１０６    ２次側内部電極
１０８    １次側外部電極
１１０    ２次側外部電極
１１２    接続回避部
【図１】
0005650365.tif 000002
【図２】
0005650365.tif 000003
【図３】
0005650365.tif 000004